Question

賈老師要求同學(xué)們測(cè)出一待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻．所給的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源E，定值電阻R₁（阻值未知），電壓表V（量程為3.0V，內(nèi)阻很大），電阻箱R（0～99.99Ω），單刀單擲開(kāi)關(guān)S₁，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S₂，導(dǎo)線若干．

（1）珊珊連接了一個(gè)如圖1所示的電路，她接下來(lái)的操作是：
①將S₂接到a，閉合S₁，撥動(dòng)電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤(pán)的刻度處于如圖甲所示的位置，記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V，然后斷開(kāi)S₁；
②保持電阻箱示數(shù)不變，將S₂切換到b，閉合S₁，記錄此時(shí)電壓表的讀數(shù)（電壓表的示數(shù)如圖乙所示），然后斷開(kāi)S₁．
請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：
圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為

 

Ω，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為

 

V．由此可算出定值電阻R₁的阻值為

 

Ω（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．
在珊珊上面第①步的操作中，有一處不恰當(dāng)，請(qǐng)您幫她指出來(lái)

 

．
（2）在完成上述操作后，珊珊繼續(xù)以下的操作：
將S₂切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S₁，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的

1

U

-

1

R

圖線．
由此可求得電源電動(dòng)勢(shì)E和電源內(nèi)阻r，其中E=

 

V（計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

分析：根據(jù)電阻箱旋鈕指示的位置讀出電阻的阻值，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出定值電阻R₁的阻值．
將定值電阻等效到電源的內(nèi)部，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)等于外電壓與內(nèi)電壓之和得出

1

U

-

1

R

的關(guān)系式，根據(jù)圖線的斜率和截距得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．

解答：解：（1）電阻箱的阻值等于2×10=20Ω．圖乙電壓表的示數(shù)為2.80V，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，R₁=

2.80-2.20

2.20 20

Ω≈5.45Ω．調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，需切斷電源．
（2）將定值電阻等效到電源的內(nèi)部，根據(jù)E=U+

U

R

r得，

1

U

=

1

E

+

1

R

?

r

E

，知縱軸截距的倒數(shù)為電動(dòng)勢(shì)，所以E=

1

0.35

≈2.86V．
故答案為：（1）20Ω、2.80V、5.45Ω；
應(yīng)在切斷電源的情況下調(diào)節(jié)變阻箱；
（2）2.86V（內(nèi)阻0.26Ω）．

點(diǎn)評(píng)：此題通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的理解等多方面考查考生的實(shí)驗(yàn)探究能力．