Question

现代社会人们倡导绿色生活，电瓶车已经进入千家万户，蓄电池是电瓶车的主要组成部分，一节蓄电池的电动势约为2V，内阻很小．某研究小组为获得该蓄电池较精确的电动势和内阻，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
①电压表V（量程3V，内阻约1KΩ）
②电流表A₁（量程0.6A，内阻很小）
③电流A₂（量程5A，内阻很小）
④定值电阻R₀（阻值为2Ω）
⑤电阻箱（阻值范围0～99.9Ω，额定电流1A）
⑥滑动变阻器（阻值范围0～300Ω，额定电流1A）
（1）甲、乙两同学分别设计了如图甲、乙两种测量电路，则

 

（填字母符号）
A．应选择甲同学设计的电路
B．应选择乙同学设计的电路
C．甲、乙两同学设计的电路都是合理的
D．甲、乙两同学设计的电路都不合理，合理的设计应该用电压表V、电流表A₁及滑动变阻器伏安法测量
（2）甲乙两同学在设计中都把定值电阻R₀接入了电路，你认为R₀所起的作用是：

 

（3）甲同学按他所设计的电路进行测量，得到如下表所示的测量数据

电阻箱阻值/Ω	17.4	10.6	7.0	4.6	3.4	2.3	1.5	1.1
电流表读数/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45

①我们不讨论甲同学的方案是否合理，就甲同学所记录的数据，请你帮助甲同学在图丙坐标纸上作出恰当的图象，以确定电动势和内阻的测量值．
②从图象中得到的电动势E=

 

V，内阻r=

 

Ω （保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）为准确测量电源的电动势与内阻，应进行多次实验，测出多组实验数据，据此选择实验电路．
（2）在电路中接入定值电阻可以使电压表示数变化更明显．
（3）根据表中实验数据在坐标系中描出对应点，然后作出图象；
求出图象所对应的函数表达式，然后根据图象求出电池的电动势与内阻．

解答：解：（1）电源电动势约为2V，定值电阻阻值为2Ω，由图甲所示电路可知，电路电流变化范围较小，不利于进行多次实验，而图B所示实验电路可以进行多次测量，可以测出更多组实验数据，因此应选图B所示实验电路．
（2）在电路中接入定值电阻R₀，相当于增大了电源内阻，电压表示数变化更明显．
（3）①由图甲所示实验电路可知，在闭合电路中，
E=I（R₀+R+r），R=E

1

I

-R₀-r，要作R-

1

I

图象，根据表中实验数据在坐标系描出对应点，然后作出图象，图象如图所示；
②由R=E

1

I

-R₀-r可知，R-

1

I

图象斜率等于电源电动势E=

17

10-1.6

≈2.0Ω，
图象斜率的截距b=5.0Ω，内阻r=b-R₀=5.0Ω-2Ω=3.0Ω；
故答案为：（1）B；（2）使电压表示数变化更明显；（3）①图象如图所示；②2.0；3.0．

点评：应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法，根据图象求有关数据时，要求出图象对应的函数表达式．