測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(實(shí)驗(yàn)增分課)1．某學(xué)生用電流表和電壓表測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，采用圖甲所示電路，所用滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0～20Ω，電路實(shí)物圖如圖乙所示。(1)該學(xué)生接線中錯(cuò)誤和不規(guī)范的做法是________。A．滑動(dòng)變阻器不起變阻作用B．電流表接線有錯(cuò)C．電壓表量程選用不當(dāng)D．電壓表接線不妥(2)該同學(xué)將電路按正確的方式連接好，檢查無(wú)誤后，閉合開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。某一次電表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為________V，電流表的讀數(shù)為________A。(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)完畢，將測(cè)量的數(shù)據(jù)反映在UI圖上(如圖丁所示)，根據(jù)該圖線，可求出干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。解析：(1)由題圖乙可知，滑動(dòng)變阻器均接下邊兩個(gè)接線柱，起不到變阻作用；電壓表的正接線柱應(yīng)與開關(guān)連接，使開關(guān)對(duì)電壓表有控制作用，故應(yīng)選A、D。(2)電壓表讀數(shù)用“十分之一”估讀法，得：1.20V，電流表讀數(shù)用“二分之一”估讀法，得：0.26A。(3)題圖丁圖線與縱軸交點(diǎn)縱坐標(biāo)值表示干電池的電動(dòng)勢(shì)大小，則E＝1.48V，圖線斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻，即r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\,0.62)Ω≈0.77Ω。2．根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖甲所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。圖中R0是定值電阻，通過(guò)改變R的阻值，測(cè)出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12，對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在eq\f(1,U12)-R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖乙所示。已知R0＝150Ω，請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。(1)圖乙中電阻為________Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)舍掉。(2)在坐標(biāo)紙上畫出eq\f(1,U12)-R的關(guān)系圖線。(3)圖線的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得電池電動(dòng)勢(shì)Ex＝________V(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)根據(jù)畫圖描點(diǎn)原則，應(yīng)舍掉電阻為80Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)。(2)如圖所示。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律：Ex＝U12＋eq\f(U12,R0)(R＋rx)，所以eq\f(1,U12)＝eq\f(1,Ex)＋eq\f(R,ExR0)＋eq\f(rx,ExR0)，由(2)中圖線可知斜率eq\f(1,ExR0)＝eq\,140)≈0.00457(V－1·Ω－1)，解得Ex≈1.46V。3．某同學(xué)為了測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻設(shè)計(jì)了圖(a)所示電路，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源，量程為3V的電壓表V(內(nèi)阻無(wú)窮大)，電阻箱R，阻值未知的定值電阻R0，開關(guān)K1，雙擲開關(guān)K2。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為20Ω，K2接a，閉合K1，記下電壓表的讀數(shù)為2.00V，斷開K1；②保持電阻箱的阻值不變，K2切換到b，閉合K1，記下圖(b)所示電壓表的讀數(shù)，斷開K1；③將K2再切換到a，閉合K1，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U，斷開K1；④以eq\f(1,U)為縱坐標(biāo)，eq\f(1,R)為橫坐標(biāo)，繪出eq\f(1,U)eq\f(1,R)圖線(用直線擬合)。回答下列問(wèn)題：(1)圖(b)所示電壓表的讀數(shù)為________V，定值電阻R0＝________Ω。(2)用E、r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則eq\f(1,U)與eq\f(1,R)的關(guān)系式為________________________。(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的eq\f(1,U)eq\f(1,R)圖線如圖(c)所示，則電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)電壓表量程為3V，由題圖(b)知最小分度為0.1V，可得其讀數(shù)為2.30V；當(dāng)R＝20Ω，K2接a，閉合K1時(shí)，得通過(guò)R的電流為eq\,20)A＝0.1A，K2切換到b，閉合K1時(shí)，電阻箱與R0串聯(lián)，則由歐姆定律可知，R0＝eq\,0.1)－20))Ω＝3.0Ω。(2)由實(shí)驗(yàn)步驟及閉合電路歐姆定律可知，U＝eq\f(E,R＋R0＋r)R，變形可得：eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)。(3)題圖(c)中，圖線與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)縱坐標(biāo)值為0.34，由(2)中關(guān)系式可得E＝eq\f(1,0.34)V≈2.9V，圖線斜率k＝eq\f(r＋R0,E)，由圖線數(shù)據(jù)知k＝eq\,0.25)＝1.44，解得r≈1.2Ω。答案：(1)2.303.0(3或3.00)(2)eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)(3)2.91.2(1.1～1.3均可)4．電動(dòng)自行車的電瓶用久以后性能會(huì)下降，表現(xiàn)之一為電池的電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大。某興趣小組將一輛舊電動(dòng)自行車充滿電，取下四塊電池，分別標(biāo)為A、B、C、D，測(cè)量它們的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)用多用電表直流電壓50V擋測(cè)量每塊電池的電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量電池A時(shí)，多用電表的指針如圖甲所示，其讀數(shù)為________V。(2)用圖乙所示電路測(cè)量A、B、C、D四塊電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，圖中R0為保護(hù)電阻，其阻值為5Ω。改變電阻箱的阻值R，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流I，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別作出A、B、C、D四塊電池的eq\f(1,I)-R圖線，如圖丙。由圖線C可知電池C的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(3)分析圖丙可知，電池________(選填“A”“B”“C”或“D”)最優(yōu)。解析：(1)用多用電表直流電壓50V擋測(cè)量每塊電池的電動(dòng)勢(shì)，可以從表盤中的中間刻度讀出正確結(jié)果，由指針指示可知電池A的電動(dòng)勢(shì)：E＝11.0V。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E＝I(R0＋r)＋I(xiàn)R，因此有：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)×R＋eq\f(1,E)×(R0＋r)，由此可知，題圖丙中圖線的斜率表示eq\f(1,E)，縱軸截距表示eq\f(r＋R0,E)。由圖線C可