Question

2．某同学动手制作了一个电源，该同学想测量这个电源的电动势E和内阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用），一只电流表（量程I_g=0.6A，内阻r_g=0.1Ω）和若干导线．

①请根据图1中提供的器材设计测定电源电动势E和内电阻r的电路图，并根据电路图连接图1中的实物图．
②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作好记录．当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图2所示．则示数为0.50A．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数$\frac{1}{I}$；再制作R-$\frac{1}{I}$坐标图，如图3所示，图中已标注出了（R，$\frac{1}{I}$）的几个与测量对应的坐标点．
③在图3上把描绘出的坐标点连成图线．
④根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=1.5V，内电阻r=0.30Ω．

Answer 1

分析 （1）电阻箱可以读出电阻，则本实验中不需要电压表，故将电流表、电阻箱及电源串联即可；
（2）根据电表的量程可确定最小分度，则可得出读数；
（3）用平滑的导线将各点连接即可，注意误差较大的点要舍去；
（4）由闭合电路欧姆定律可得出电阻与电流的关系，则结合图象可得出电动势和内电阻．

解答 解：（1）由于没有电压表，故采用电阻箱的方式连接即可，故实验电路接法如下图所示；
（2）电流表量程为0.6A，最小分度为0.02A，故读数为0.50A；
（3）用直线将各点连接起来，误差明确较大的点舍去，得出图线如下图所示；

（4）由闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+r），R=$\frac{E}{I}$-r，
故图象与纵坐标的交点r=0.4Ω；
即内电阻为：r=0.40-0.1=0.30Ω
图象的斜率表示电源的电动势，故：E=1.5V；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）0.50；（3）图象如图所示；（4）1.5；0.30

点评 本题应注意电阻箱由于电阻可读，由可以用来与电流表结合实验得出电源的电动势和内电阻；注意在利用图线进行数据处理时，只要写出纵横坐标所代表物理量之间的函数关系及可明确斜率以及截距的物理意义．