Question

某同學要測定一電源的電動勢E和內電阻r，實驗器材有：一只DIS電流傳感器（可視為理想電流表，測得的電流用I表示），一只電阻箱（阻值用R表示），一只開關和導線若干．該同學設計了如圖1所示的電路進行實驗和采集數據．

（1）該同學設計實驗的原理表達式是E=

 

（用r、I、R表 示）；
（2）該同學在閉合開關之前，應先將電阻箱調到

 

（填“最大值”、“最小值”或“任意值”），實驗過程中，將電阻箱調至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為

 

Ω；
（3）該同學根據實驗采集到的數據作出如圖丙所示的

1

I

-R圖象，則由圖象可求得，該電源的電動勢E=

 

V，內阻r=

 

Ω．（結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）由圖可知實驗中采用了電流表及是阻箱測電動勢和內電阻，故應采用電流及電阻表達閉合電路歐姆定律；
（2）電學實驗中為了安全，在開始實驗時滑動變阻器應從最大值逐漸調��；根據電阻箱的讀數原理進行讀數；
（3）由閉合電路歐姆定律可得出I與R的表達式，根據圖象的性質可得出電動勢和內電阻．

解答：解：（1）由圖可知，本實驗采用的是電流表與電阻箱測定電動勢，在閉合電路中，電動勢：E=I（R+r）；
（2）為了保證電路安全，閉合開關前電阻箱接入電路的阻值應為電阻箱的最大阻值；
由圖乙所示電阻箱可知，電阻箱的示數為：0×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+1×1Ω=21Ω；
（3）在閉合電路中，E=I（R+r），則

1

I

=

1

E

R+

r

E

，則

1

I

-R圖象的截距：b=

r

E

，圖象斜率：k=

1

E

，
由圖象可知：b=0.4，k=

△ 1 I

△R

=

4-1

22-4

=

1

6

，即：

r

E

=0.4，

1

E

=

1

6

，解得，電動勢E=6.0V，電源內阻r=2.4Ω；
故答案為：（1）I（R+r）；（2）最大值；21；（3）6.0；2.4．

點評：本題采用安阻法測電源的電動勢，本方法的關鍵在于能列出電流與滑動變阻器的關系，再結合圖象求出電動勢和內電阻．