Question

实验室中有下列器材：量程3V的电压表，量程0.8A的电流表，电阻箱R，电键S，导线若干欲测量某一电源的电动势E和内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）．
①请选择合适的器材，设计一个实验方案（只要求在下面的虚线框内画出电路原理图）
②用图象法处理实验得到的数据时，要使图线是直线如何建立坐标系？如何由图象求得待测电源的电动势E和内阻r？
③按你设计的实验电路原理图，从下面的实物图中挑选实物并进行连线．

Answer 1

分析：电源电动势约为4.5V，电压表量程为3V，电源电动势大于电压表量程，不宜用伏安法测电阻，实验器材有电阻箱，可以用安阻法测电源电动势与内电阻，根据安阻法测电源电动势与内阻的实验原理选择实验器材，设计实验，由闭合电路的欧姆定律列方程，根据表达式确定坐标轴所表示的量，根据实验原理图连接实物电路图．

解答：解：①由题意可知，电源电动势大于电压表量程，实验器材中由电阻箱，因此可以采用安阻法测电源电动势，不能用伏安法测电源电动势，需要的实验器材有：电流表、电阻箱、电键、导线、开关、待测电源；安阻法测电源电动势与内阻的实验电路如图1所示．
②由闭合电路的欧姆定律可知，E=I（R+r），则

1

I

=

1

E

R+

r

E

，电源电动势E、内阻r是定值，因此

1

I

与R是一次函数关系，

1

I

与R图象是直线，以

1

I

为纵轴、R为横轴建立建立坐标系，得出的图象是直线；图象斜率k=

1

E

，则电源电动势E=

1

k

，纵轴的截距b=

r

E

，则电源内阻r=bE=

b

k

．
③根据电路连接实物电路图，实物电路图如图所示．
故答案为：①实验电路原理图如图1所示．②以

1

I

为纵轴，R为横轴建立坐标系；图象的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则电源电动势E=

1

k

，内阻r=

b

k

．③实物电路图如图2所示．

点评：本题考查了实验设计、图象法处理实验数据坐标系的建立、连接实物电路图，根据所给实验器材确定实验方案是正确解题的前提与关键，理解实验原理，应用闭合电路的欧姆定律建立方程即可正确解题．