Question

（2011?湖北二模）現要測量某電源的電動勢和內阻，備有以下器材：
電源E （電動勢小于3V，內阻小于1Ω，最大允許電流1A）
電壓表V （量程3V的理想電壓表）
電阻箱R （調節范圍0-99.99Ω）
定值電阻R₀ （阻值等于2.00Ω）
導線若干，電鍵S一個
（1）將圖（1）所示的實物連接成實驗電路；
（2）關于定值電阻所起的作用，以下分析正確的是

AC

A、可防止調節電阻箱時電阻取值過小甚至短路，從而對電源起到保護作用
B、可防止流過電壓表的電流過大而燒壞電壓表
C、可使調節電阻箱時電壓表讀數變化范圍更大，從而減小實驗誤差
D、避免因電阻箱調節范圍太小，可以增大電路中外電路可取的電阻最大值
（3）閉合開關，調節電阻箱的阻值R，讀出電壓表相應的示數U，如圖（2）所示．為了比較準確方便的得出實驗結論，現用作圖法處理數據，圖線縱坐標表示電壓表讀數U，則圖線的橫坐標應選用

C

A、R  B、

1

R

   C、

U

R

   D、

R

U

（4）根據上表數據以及第三問中選取的橫坐標，某同學選取合適的標度作出了圖（3）中所示的圖線（其中橫軸的物理含義和標度未標出），則由圖線可知：E=

2.00

V；r=

0.33

Ω（保留到小數點后兩位）

Answer 1

分析：（1）本實驗由電壓表和電阻箱測量電動勢和內電阻，故將電阻箱串聯在電源兩端，電壓表并聯在電源兩端；
（2）定值電阻在電路中可以作為內電阻處理，可以增大內電阻；使電壓表的示數范圍更廣；同時還要以起到保護作用；
（3）由閉合電路歐姆定律可得出表達式，為了更容易得出結果，應讓圖象為直線，由數學關系可得出橫坐標；
（4）根據數學公式及圖象，可得出圖象的截距及斜率的含義；即可求出電動勢和內電阻

解答：解：（1）電壓表為理想電壓表，故不能串聯在外電路，只能與電阻并聯．而電阻箱與定值電阻若并聯，則電路中電阻將小于3Ω，而導致電流超過電源允許的1A的電流，因此電路設計為電阻箱與電阻串聯在外電路．考慮到電源的內阻較小，如果將電壓表直接接在電源兩端，則調節電阻箱時，電壓表的示數變化范圍較小，因此將電壓表與電阻箱并聯，電路實物連線如圖所示．
（2）定值電阻的作用可等效“塞”到電源內部，增大電源內阻，從而外電路調節時，電壓表的示數調節范圍更大，同時起到當電阻箱電阻調節過小時保護電源，控制電路的最大電流，故A、C正確，電壓表的量程大于電源的電動勢，故B錯誤；電阻箱的調節范圍完全可以控制整個電路，故電阻箱的調節范圍不存在過小的現象，D錯誤．
（3）由閉合電路的歐姆定律可得：U=E-

U

R

（R₀+r），即縱坐標為U時，要求能直觀反映變量之間的關系，圖線應該為直線，橫坐標必須為

U

R

，C正確；
（4）由圖可知縱軸截距為2.00V，即E=2.00V，由表格數據結合圖象可知，當U=1.57V時，

U

R

≈0.196A，從橫軸的三根粗線可看出，當U=1.30V時，橫坐標截距為0.30A，故圖線的斜率的絕對值為R₀+r=

2.00-1.30

0.30

Ω≈2.33Ω，故r≈0.33Ω．
故答案為：（1）如圖
（2）AC
（3）C
（4）2.00； 0.33．

點評：本題中考查測量電動勢和內電阻的實驗中原理及數據分析，注意在數據處理中應注意根據公式得出直線進行處理．