Question

2．某同學(xué)查閱電動車使用說明書知道自家電動車的電源是鉛蓄電池，他通過以下操作測量該電池的電動勢和內(nèi)阻．
（1）先用多用電表粗測電池的電動勢．把電表的選擇開關(guān)撥到直流電壓50V檔，將兩只表筆與電池兩極接觸，此時多用電表的指針位置如圖甲所示，讀出該電池的電動勢為12.0V．

（2）再用圖乙所示裝置進(jìn)一步測量．多用電表的選擇開關(guān)撥向合適的直流電流檔，與黑表筆連接的是電池的負(fù)極（選填“正”或“負(fù)”）．閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值R，得到不同的電流值I，根據(jù)實(shí)驗(yàn)
數(shù)據(jù)作出$\frac{1}{I}-R$圖象如圖丙所示．已知圖中直線的斜率為k，縱軸截距為b，則此電池的電動勢E=$\frac{1}{k}$，內(nèi)阻r=$\frac{k}$．（結(jié)果用字母k、b表示）
（3）他發(fā)現(xiàn)兩次測得電動勢的數(shù)值非常接近，請你對此做出合理的解釋：鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓檔的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢．

Answer 1

分析 （1）明確量程，確定最小分度，從而得出對應(yīng)的讀數(shù)；
（2）明確多用電表的使用方法，再根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，變形即可得出圖形對應(yīng)的表達(dá)式，從而根據(jù)圖象求出電動勢和內(nèi)電阻；
（3）關(guān)鍵分析電壓表內(nèi)阻和電源內(nèi)阻間的關(guān)系，從而確定使用電壓表測量時誤差較小的原因．

解答 解：（1）電壓檔量程為50V，則最小分度為1V，則指針對應(yīng)的讀數(shù)為12.0V；
（2）作為電流表使用時，應(yīng)保證電流由紅表筆流進(jìn)，黑表筆流出，故黑表筆連接的是電池的負(fù)極；
由閉合電路歐姆定律可得：
I=$\frac{E}{r+R}$
變形可得：$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{1}{E}•R$
則由圖可知：$\frac{r}{E}$=b；
$\frac{1}{E}$=k
則可解得：
E=$\frac{1}{k}$；r=$\frac{k}$
（3）因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓檔的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢． 
故答案為：（1）12.0；（2）負(fù)；$\frac{1}{k}$；$\frac{k}$；（3）因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于多用電表電壓檔的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢．

點(diǎn)評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意掌握實(shí)驗(yàn)原理，明確數(shù)據(jù)處理的基本方法，能正確根據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)是解題的關(guān)鍵．