Question

6．某實驗下組利用圖甲所示的電路測定某電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室可提供的器材如下：
A．待測電池（電動勢約3V，內(nèi)阻約10Ω，運行通過的最大電流為60mA）
B．電阻箱R（阻值范圍0～9999Ω）
C．保護電阻R₀（50Ω，1.0W）
D．保護電阻R₀（500Ω，2.0W）
E．電壓表V，滿足實驗要求
F．開關(guān)，導(dǎo)線若干
（1）保護電路R₀應(yīng)選用C．（填器材前的字母）．
（2）正確連接電路并閉合開關(guān)后，調(diào)整電阻箱的阻值，記錄阻值R和相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，得到多組數(shù)據(jù)，然后作出有關(guān)物理量的關(guān)系如圖如圖乙所示，若縱軸表示的物理量是$\frac{1}{U}$，則橫軸表示的物理量是$\frac{1}{{R+R}_{0}}$（填“$\frac{1}{R}$”或$\frac{1}{{R+R}_{0}}$）．
（3）若圖乙中圖線的斜率為k，圖線在縱軸上的截距為b，則電源的電動勢E=$\frac{1}$，內(nèi)阻r=$\frac{k}$．

Answer 1

分析 （1）求出電路最小電阻阻值，從而確定保護電阻；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律電流與電壓的關(guān)系進行變形得到圖象對應(yīng)的函數(shù)表達式；
（3）根據(jù)變形得到圖象對應(yīng)的函數(shù)表達式結(jié)合數(shù)學(xué)知識，明確兩坐標(biāo)軸的含義．

解答 解：（1）根據(jù)給出的信息可知，電路最小總電阻約為：R=$\frac{E}{{I}_{m}}$=$\frac{3}{60×1{0}^{-3}}$=50Ω，為保護電路安全，保護電阻應(yīng)選C；
（2）由圖a所示電路圖可知，在閉合電路中，電源電動勢：E=U+Ir=U+$\frac{U}{{R}_{0}+R}$r，
則$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{R+{R}_{0}}$+$\frac{1}{E}$，則$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R+{R}_{0}}$圖象是直線；因此橫坐標(biāo)應(yīng)用$\frac{1}{R+{R}_{0}}$；
（3）根據(jù)公式以及圖象可知：
$\frac{1}{E}$=b；$\frac{r}{E}$=k
解得：E=$\frac{1}$；
r=$\frac{k}$
故答案為：（1）C；（2）$\frac{1}{R+{R}_{0}}$；（3）$\frac{1}$，$\frac{k}$

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，能熟練掌握物理規(guī)律運用數(shù)學(xué)方法將物理公式變形，將兩個非線性關(guān)系的物理量，變成兩個線性關(guān)系的物理量，是解答本題的關(guān)鍵．