Question

7．在做測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的實驗時，提供的器材有：待測電源一個、內(nèi)阻已知且為R_V的電壓表一個（量程大于電源電動勢）、電阻箱R一個、電鍵一個、導(dǎo)線若干．

（1）根據(jù)如圖1所示的電路圖連接實物圖如圖2；
（2）將坐標(biāo)系$\frac{1}{R}$對應(yīng)的物理量填在答題卡中的虛線框內(nèi)；
（3）為測量得更加準(zhǔn)確，多次改變電阻箱電阻R，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U，以$\frac{1}{U}$為縱坐標(biāo)，畫出$\frac{1}{U}$與電阻的某種關(guān)系圖象（該圖象為一條直線），如圖3所示．由圖象可得到直線在縱軸的截距為m，直線斜率為k，寫出E、r的表達式：E=$\frac{{R}_{V}}{m{R}_{y}-k}$；r=$\frac{k{R}_{v}}{m{R}_{v}-K}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)伏阻法測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)原理圖連線；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程，找出線性關(guān)系；
（3）結(jié)合圖象表達式進行分析討論．

解答 解：（1）根據(jù)原理圖得出對應(yīng)的實物圖如圖所示；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：
E=U+$\frac{U}{{R}_{外}}$r
R_外=$\frac{R{R}_{V}}{R+{R}_{V}}$
變形得到：$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{ER}$+$\frac{r}{E{R}_{v}}$+$\frac{1}{E}$
故$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象是直線，作$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象；
直線的斜率為：k=$\frac{r}{E}$；
m=$\frac{r}{E{R}_{v}}$+$\frac{1}{E}$

則可解得：E=$\frac{{R}_{V}}{m{R}_{y}-k}$
r=$\frac{k{R}_{v}}{m{R}_{v}-K}$
故答案為：（1）如圖；（2）$\frac{1}{R}$；（3）$\frac{{R}_{V}}{m{R}_{y}-k}$；$\frac{k{R}_{v}}{m{R}_{v}-K}$

點評 本題測量電動勢和和內(nèi)阻實驗為重點考查內(nèi)容；要掌握測電源電動勢與內(nèi)阻的三種實驗方案的原理、實驗電路、實驗數(shù)據(jù)處理等問題．