Question

某課題研究小組，選用下列器材測(cè)定某型號(hào)手機(jī)所用鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻在幾歐到幾十歐之間）
A．電壓表V（量程6V，內(nèi)阻約為6.0kΩ）     B．電流表A（量程2mA，內(nèi)阻約為50Ω）
C．電阻箱R（0～999.9Ω）                D．開(kāi)關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

（1）某同學(xué)從上述器材中選取了電流表和電阻箱測(cè)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，你認(rèn)為可行嗎？

 

．（填“可行”或“不可行”）
（2）今用上述器材中的電壓表和電阻箱測(cè)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，請(qǐng)?jiān)趫D1中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)（2）中實(shí)驗(yàn)電路測(cè)得的5組U、R數(shù)據(jù)，已在上圖中

1

U

-

1

R

坐標(biāo)系中描出了各點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D2中作出圖象．
（4）根據(jù)圖象求得E=

 

 V，r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，需要測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)電流表量程分析答題．
（2）根據(jù)伏阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象．
（4）由閉合電路的歐姆定律求出函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)函數(shù)表達(dá)式與圖象求出電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)要測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電路電流變化范圍應(yīng)較大，由題意可知，電流表量程為2mA，電流表量程太小，不能測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不可行．
（2）應(yīng)用伏阻法測(cè)的電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，電阻箱與電源組成串聯(lián)電路，電壓表測(cè)路端電壓，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示．

（4）在閉合電路中，E=U+Ir=U+

U

R

r，

1

U

=

1

E

+

r

E

1

R

，
圖象與縱軸的截距：0.27=

1

E

，E≈3.7V，圖象斜率：

r

E

=

△ 1 U

△ 1 R

=

0.56-0.27

0.11

≈2.64，電池內(nèi)阻r=2.64E=2.64×3.7=9.768Ω．
故答案為：（1）不可行；（2）電路圖如圖所示；（3）圖象如圖所示；（4）3.7；9.768．

點(diǎn)評(píng)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)常用有三種方法：伏安法、安阻法、伏阻法．電壓表與電阻箱配合或電流表與電阻箱配合等效于電壓表與電流表的作用．應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求出

1

U

-

1

R

的表達(dá)式、作出圖象是正確解題的關(guān)鍵．