Question

實驗室中有下列器材：量程3V的電壓表，量程0.8A的電流表，電阻箱R，電鍵S，導線若干欲測量某一電源的電動勢E和內阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）．
①請選擇合適的器材，設計一個實驗方案（只要求在下面的虛線框內畫出電路原理圖）
②用圖象法處理實驗得到的數據時，要使圖線是直線如何建立坐標系？如何由圖象求得待測電源的電動勢E和內阻r？
③按你設計的實驗電路原理圖，從下面的實物圖中挑選實物并進行連線．

Answer 1

分析：電源電動勢約為4.5V，電壓表量程為3V，電源電動勢大于電壓表量程，不宜用伏安法測電阻，實驗器材有電阻箱，可以用安阻法測電源電動勢與內電阻，根據安阻法測電源電動勢與內阻的實驗原理選擇實驗器材，設計實驗，由閉合電路的歐姆定律列方程，根據表達式確定坐標軸所表示的量，根據實驗原理圖連接實物電路圖．

解答：解：①由題意可知，電源電動勢大于電壓表量程，實驗器材中由電阻箱，因此可以采用安阻法測電源電動勢，不能用伏安法測電源電動勢，需要的實驗器材有：電流表、電阻箱、電鍵、導線、開關、待測電源；安阻法測電源電動勢與內阻的實驗電路如圖1所示．
②由閉合電路的歐姆定律可知，E=I（R+r），則

1

I

=

1

E

R+

r

E

，電源電動勢E、內阻r是定值，因此

1

I

與R是一次函數關系，

1

I

與R圖象是直線，以

1

I

為縱軸、R為橫軸建立建立坐標系，得出的圖象是直線；圖象斜率k=

1

E

，則電源電動勢E=

1

k

，縱軸的截距b=

r

E

，則電源內阻r=bE=

b

k

．
③根據電路連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．
故答案為：①實驗電路原理圖如圖1所示．②以

1

I

為縱軸，R為橫軸建立坐標系；圖象的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則電源電動勢E=

1

k

，內阻r=

b

k

．③實物電路圖如圖2所示．

點評：本題考查了實驗設計、圖象法處理實驗數據坐標系的建立、連接實物電路圖，根據所給實驗器材確定實驗方案是正確解題的前提與關鍵，理解實驗原理，應用閉合電路的歐姆定律建立方程即可正確解題．