Question

實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：量程3V的電壓表，量程0.8A的電流表，電阻箱R，電鍵S，導(dǎo)線若干欲測量某一電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）．
①請選擇合適的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案（只要求在下面的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖）
②用圖象法處理實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)時(shí)，要使圖線是直線如何建立坐標(biāo)系？如何由圖象求得待測電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r？
③按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，從下面的實(shí)物圖中挑選實(shí)物并進(jìn)行連線．

Answer 1

分析：電源電動(dòng)勢約為4.5V，電壓表量程為3V，電源電動(dòng)勢大于電壓表量程，不宜用伏安法測電阻，實(shí)驗(yàn)器材有電阻箱，可以用安阻法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)電阻，根據(jù)安阻法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，由閉合電路的歐姆定律列方程，根據(jù)表達(dá)式確定坐標(biāo)軸所表示的量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖連接實(shí)物電路圖．

解答：解：①由題意可知，電源電動(dòng)勢大于電壓表量程，實(shí)驗(yàn)器材中由電阻箱，因此可以采用安阻法測電源電動(dòng)勢，不能用伏安法測電源電動(dòng)勢，需要的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表、電阻箱、電鍵、導(dǎo)線、開關(guān)、待測電源；安阻法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．
②由閉合電路的歐姆定律可知，E=I（R+r），則

1

I

=

1

E

R+

r

E

，電源電動(dòng)勢E、內(nèi)阻r是定值，因此

1

I

與R是一次函數(shù)關(guān)系，

1

I

與R圖象是直線，以

1

I

為縱軸、R為橫軸建立建立坐標(biāo)系，得出的圖象是直線；圖象斜率k=

1

E

，則電源電動(dòng)勢E=

1

k

，縱軸的截距b=

r

E

，則電源內(nèi)阻r=bE=

b

k

．
③根據(jù)電路連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示．
故答案為：①實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖1所示．②以

1

I

為縱軸，R為橫軸建立坐標(biāo)系；圖象的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則電源電動(dòng)勢E=

1

k

，內(nèi)阻r=

b

k

．③實(shí)物電路圖如圖2所示．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)坐標(biāo)系的建立、連接實(shí)物電路圖，根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材確定實(shí)驗(yàn)方案是正確解題的前提與關(guān)鍵，理解實(shí)驗(yàn)原理，應(yīng)用閉合電路的歐姆定律建立方程即可正確解題．