Question

13．某同學(xué)通過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池，該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999kΩ，相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）、一只電流表（量程I_R=0.6A，內(nèi)阻r_g=0.1Ω）和若干導(dǎo)線．

①請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)圖1中元器件的連接方式，在圖2中畫線把它們連接起來(lái)．
②接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄．當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Ω時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖所示I=0.50A．
③處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù)$\frac{1}{I}$；再制作R-$\frac{1}{I}$坐標(biāo)圖，如圖所示，圖中已標(biāo)注出了（R，$\frac{1}{I}$）的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你將與圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖4中上（用圓點(diǎn)標(biāo)注）．在圖4上把繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線．
④根據(jù)圖4描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.3Ω．

Answer 1

分析 ①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
②明確電表的量程，確定最小分度，從而明確對(duì)應(yīng)的讀數(shù)；
③根據(jù)描出的點(diǎn)用直線擬合從而得出對(duì)應(yīng)的圖象；
④根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出表達(dá)式，然后整理出R與$\frac{1}{I}$的函數(shù)方程，然后結(jié)合斜率和截距的概念即可求解出E和r．

解答 解：①根據(jù)原理圖即可連接實(shí)物圖；如圖2所示；
②電流表量程為0.6A，最小分度為0.02A，故電流表讀數(shù)為0.50A；
③利用描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的R-$\frac{1}{I}$圖象，如圖所示；
④由閉合電路歐姆定律應(yīng)有E=IR+Ir，可變形為R=E$\frac{1}{I}$-r，所以E=k=1.5V；圖象與縱軸交點(diǎn)的絕對(duì)值表示內(nèi)阻，由圖可知，r=0.4Ω
故答案為：①如圖1所示；②0.50；③如圖4所示；④1.5；0.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)處理，要注意遇到有關(guān)圖象的題目，處理方法是先根據(jù)物理規(guī)律寫出表達(dá)式，然后整理出關(guān)于縱軸物理量與橫軸物理量的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念討論求解即可．