Question

2．某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池，他通过以下操作测量该电池的电动势和内阻．
（1）先用多用电表粗测电池的电动势．把电表的选择开关拨到直流电压50V档，将两只表笔与电池两极接触，此时多用电表的指针位置如图甲所示，读出该电池的电动势为12.0V．

（2）再用图乙所示装置进一步测量．多用电表的选择开关拨向合适的直流电流档，与黑表笔连接的是电池的负极（选填“正”或“负”）．闭合开关，改变电阻箱的阻值R，得到不同的电流值I，根据实验
数据作出$\frac{1}{I}-R$图象如图丙所示．已知图中直线的斜率为k，纵轴截距为b，则此电池的电动势E=$\frac{1}{k}$，内阻r=$\frac{b}{k}$．（结果用字母k、b表示）
（3）他发现两次测得电动势的数值非常接近，请你对此做出合理的解释：铅蓄电池的内阻远小于多用电表电压档的内阻，因此直接用表笔接在蓄电池的两极时，电表的读数非常接近电源的电动势．

Answer 1

分析 （1）明确量程，确定最小分度，从而得出对应的读数；
（2）明确多用电表的使用方法，再根据闭合电路欧姆定律列式，变形即可得出图形对应的表达式，从而根据图象求出电动势和内电阻；
（3）关键分析电压表内阻和电源内阻间的关系，从而确定使用电压表测量时误差较小的原因．

解答 解：（1）电压档量程为50V，则最小分度为1V，则指针对应的读数为12.0V；
（2）作为电流表使用时，应保证电流由红表笔流进，黑表笔流出，故黑表笔连接的是电池的负极；
由闭合电路欧姆定律可得：
I=$\frac{E}{r+R}$
变形可得：$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{1}{E}•R$
则由图可知：$\frac{r}{E}$=b；
$\frac{1}{E}$=k
则可解得：
E=$\frac{1}{k}$；r=$\frac{b}{k}$
（3）因铅蓄电池的内阻远小于多用电表电压档的内阻，因此直接用表笔接在蓄电池的两极时，电表的读数非常接近电源的电动势． 
故答案为：（1）12.0；（2）负；$\frac{1}{k}$；$\frac{b}{k}$；（3）因铅蓄电池的内阻远小于多用电表电压档的内阻，因此直接用表笔接在蓄电池的两极时，电表的读数非常接近电源的电动势．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意掌握实验原理，明确数据处理的基本方法，能正确根据图象分析数据是解题的关键．