Question

【题目】为测量某一电源的电动势和内阻，小明设计的实验电路如图甲，所用到的器材有：待测电源 E，定值电阻 R0 （阻值等于 9 Ω），定值电阻 R1 （阻值等于 9 kΩ），电阻箱 R2（阻值 范围 0～9999 Ω），电压表 V（量程 0～3 V，内阻等于 3 kΩ），开关 S，导线若干。

（1）小明连接好电路，闭合开关 S 后发现，无论怎样调节电阻箱，电压表的指针都不偏转。他怀疑电压表发生故障，因此拿来一个表盘中央电阻刻度为“30”的多用电表，用电 阻挡进行检测，操作如下：

①保持开关 S 闭合；

②对多用电表进行机械调零后，将选择开关置于×100 Ω 挡，再进行欧姆调零；

③将多用电表的红表笔接电压表的正接线柱，另一只表笔接电压表的负接线柱，观察多 用电表指针的偏转情况。

以上操作存在两处错误，请指出并改正。____________________________________

（2）排除故障后，闭合开关 S，将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大，记录若干组电阻箱的阻值 R2 和对应的电压表读数 U。某次测量中，电压表的示数如图乙，该示数为_______V， 此时电路中的路端电压为______V。

（3）小明将得到的数据在 U﹣R2 坐标系中描点连线，得到如图丙的曲线，其中虚线 U= 2.80 V 为曲线的渐近线，可得待测电源的电动势 E = ________V，内阻 r =________Ω。

（4）若以为纵坐标，以_____为横坐标，则可使根据本实验数据作出的图线变为一条直线。

Answer 1

【答案】（1）步骤①应该断开开关S；步骤③中多用电表的红表笔应该接电压表的负接线柱，另一只表笔接电压表的正接线柱； （2）1.70； 6.80 （3）11.20； 9 （4）

【解析】

（1）根据欧姆表的使用规则进行分析；（2）根据电路的结构以及定值电阻R1与电压表的内阻关系确定路端电压；（3）根据闭合电路的欧姆定律，建立U和R2的函数关系，对照图像的数据求解电动势和内阻；（4）根据U和R2的函数关系确定要使图线变为一条直线要建立的函数关系。

（1）步骤①应该断开开关S；步骤③中多用电表的红表笔应该接电压表的负接线柱，另一只表笔接电压表的正接线柱；

（2）电压表的示数为1.70V；因电压表的内阻为3kΩ，定值电阻R1=9kΩ，可知定值电阻上的电压等于：1.70V×3=5.10V，此时电路中的路端电压为1.70V+5.10V=6.80V。

（3）由闭合电路欧姆定律可得：，即：；由图像可知，当R2=0时U=1.40V，则 ；当R2趋近无穷大时，U=2.80V，则E=4×2.80V=11.20V；解得r=9Ω；

（4）由可知，若以为纵坐标，以为横坐标，则可使根据本实验数据作出的图线变为一条直线。