Question

17．在測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，圖甲為實(shí)驗(yàn)原理圖，S₂為單刀雙擲開關(guān)．閉合S₁，當(dāng)S₂分別接到M和N時(shí)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄電壓表和電流表的讀數(shù)U、I，并描繪出U-I圖象如圖乙所示．已知R₀=4Ω，則

（l）當(dāng)S₂接到M時(shí)，實(shí)驗(yàn)圖線為a（填“a”或“b“）；
（2）電源電動(dòng)勢E=3.00V，內(nèi)阻r=1Ω
（3）電壓表內(nèi)阻R_v=1495Ω，電流表內(nèi)阻R_A=1Ω．

Answer 1

分析 （1）分析開關(guān)接M時(shí)電路結(jié)構(gòu)，從而根據(jù)原理明確對(duì)應(yīng)的圖線；
（2、3）明確電表不是理想電表，將其作為電阻進(jìn)行分析，根據(jù)閉合電路歐姆定律得出包含電壓表和電流表內(nèi)阻的表達(dá)式，從而結(jié)合圖象進(jìn)行分析求解，即可求得．

解答 解：（1）S₂接到M時(shí)，采用是的相對(duì)電源的電流表內(nèi)接法，則所測量的內(nèi)阻偏大，故圖象的斜率較大，故可知圖象應(yīng)為a；
（2）當(dāng)采用電流表相對(duì)電源的內(nèi)接法時(shí)，再由閉合電路歐姆定律可知：
E=U+I（r+R₀+R_A）
當(dāng)開關(guān)接N時(shí)，此時(shí)采用的是相對(duì)電源的電流表外接法，則由閉合電路歐姆定律可知：
E=U+（I+$\frac{U}{{R}_{V}}$）（r+R₀）
變形可得：
U=$\frac{E}{1+\frac{{R}_{0}+r}{{R}_{v}}}$-$\frac{r+{R}_{0}}{1+\frac{r+{R}_{0}}{{R}_{v}}}$I
則由圖象規(guī)律可知，
圖a中k_a=$\frac{3}{0.5}$=6=r+R₀+R_A
截距b_a=3.0V=E
圖b中$\frac{E}{1+\frac{{R}_{0}+r}{{R}_{v}}}$=2.99
k_b=$\frac{r+{R}_{0}}{1+\frac{r+{R}_{0}}{{R}_{v}}}$=$\frac{2.99}{0.6}$=5
已知R₀=4Ω
聯(lián)立解得：E=3.00V；r=1Ω；R_V=1495Ω；R_A=1Ω；
故答案為：（l）a（2）3.00，l；（3）1495，l

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的原理以及誤差分析情況，要注意明確電表不是理想電表，在分析誤差時(shí)要注意明確它們內(nèi)阻所帶來的影響，從而明確真實(shí)值情況；本題對(duì)高中生來說難度較大．