Question

（2013?鹽城三模）某課題小組在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)中．

（1）用如圖1所示的電路，測(cè)量得到下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谌鐖D2所示的坐標(biāo)圖中描繪U-R圖象．
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格

電阻箱電阻R（Ω）	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	4.0	6.0	10.0
路端電壓U（V）	0	2.0	3.0	3.6	4.0	4.3	4.5	4.8	5.1	5.5

（2）某同學(xué)將上述圖象進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變換后，圖線成了一次函數(shù)圖象，其中橫軸表示

1

R

，則縱軸表示的是

1

U

，此一次函數(shù)圖線斜率表示的物理意義是

電源的內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)的比值

．
（3）在測(cè)量中，另一小組由于所選電源是兩節(jié)干電池（干電池正常工作時(shí)允許流過(guò)的電流不能大于0.3A），電路在滿(mǎn)足電流條件時(shí)，電壓表示數(shù)總是大于1.5V．為了能測(cè)出從0到1.5V范圍內(nèi)U的不同值，他們經(jīng)過(guò)討論，對(duì)（1）中的電路進(jìn)行了改進(jìn)，完成了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你在如圖3所示的虛線框中畫(huà)出改進(jìn)后的電路圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電阻箱和電壓表的值描點(diǎn)作圖．
（2）根據(jù)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的原理E=U+

U

R

r推導(dǎo)出

1

U

-

1

R

的表達(dá)式，通過(guò)斜率和截距得出表示的物理意義．
（3）為了保護(hù)電壓表，需與電源串聯(lián)一個(gè)定值電阻起分壓作用，相當(dāng)于電源的內(nèi)阻增大．

解答：解：（1）根據(jù)電壓表和電阻箱的讀數(shù)描點(diǎn)作圖，用平滑曲線連接，如圖所示．
（2）根據(jù)E=U+

U

R

r得，

1

U

=

1

E

+

1

R

?

r

E

，因?yàn)?span id="wcawom2" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

1

U

-

1

R

成線性關(guān)系，所以縱軸表示

1

U

，圖線的斜率表示電源的內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)的比值．
（3）由于電路中的電流I=

E

R+r

，在電流較小的條件下，R的值就取得較大，又從（2）解中知電壓表示數(shù)U=

RE

R+r

，U在R值較大時(shí)總是比較大，是電源內(nèi)阻較小所致，故要改進(jìn)，應(yīng)該 讓電源的內(nèi)阻增大．電路改造如圖所示，圖中R₀相當(dāng)于增大了電源的內(nèi)阻．
故答案為：（1）如圖所示．（2）

1

U

，電源的內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)的比值．（3）如圖所示．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)原理，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)伏阻法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，以及掌握用圖象法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．