Question

現(xiàn)要測量某電源的電動勢和內(nèi)阻，備有以下器材：
電源E （電動勢小于3V，內(nèi)阻小于1Ω，最大允許電流1A）
電壓表V （量程3V的理想電壓表）
電阻箱R （調(diào)節(jié)范圍0-99.99Ω）
定值電阻R （阻值等于2.00Ω）
導(dǎo)線若干，電鍵S一個(gè)
（1）將圖（1）所示的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路；
（2）關(guān)于定值電阻所起的作用，以下分析正確的是______
A、可防止調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)電阻取值過小甚至短路，從而對電源起到保護(hù)作用
B、可防止流過電壓表的電流過大而燒壞電壓表
C、可使調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)電壓表讀數(shù)變化范圍更大，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差
D、避免因電阻箱調(diào)節(jié)范圍太小，可以增大電路中外電路可取的電阻最大值
（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U，如圖（2）所示．為了比較準(zhǔn)確方便的得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，現(xiàn)用作圖法處理數(shù)據(jù)，圖線縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)U，則圖線的橫坐標(biāo)應(yīng)選用______
A、R  B、   C、   D、
（4）根據(jù)上表數(shù)據(jù)以及第三問中選取的橫坐標(biāo)，某同學(xué)選取合適的標(biāo)度作出了圖（3）中所示的圖線（其中橫軸的物理含義和標(biāo)度未標(biāo)出），則由圖線可知：E=______V；r=______Ω（保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

Answer 1

【答案】分析：（1）本實(shí)驗(yàn)由電壓表和電阻箱測量電動勢和內(nèi)電阻，故將電阻箱串聯(lián)在電源兩端，電壓表并聯(lián)在電源兩端；
（2）定值電阻在電路中可以作為內(nèi)電阻處理，可以增大內(nèi)電阻；使電壓表的示數(shù)范圍更廣；同時(shí)還要以起到保護(hù)作用；
（3）由閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式，為了更容易得出結(jié)果，應(yīng)讓圖象為直線，由數(shù)學(xué)關(guān)系可得出橫坐標(biāo)；
（4）根據(jù)數(shù)學(xué)公式及圖象，可得出圖象的截距及斜率的含義；即可求出電動勢和內(nèi)電阻
解答：解：（1）電壓表為理想電壓表，故不能串聯(lián)在外電路，只能與電阻并聯(lián)．而電阻箱與定值電阻若并聯(lián)，則電路中電阻將小于3Ω，而導(dǎo)致電流超過電源允許的1A的電流，因此電路設(shè)計(jì)為電阻箱與電阻串聯(lián)在外電路．考慮到電源的內(nèi)阻較小，如果將電壓表直接接在電源兩端，則調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，電壓表的示數(shù)變化范圍較小，因此將電壓表與電阻箱并聯(lián)，電路實(shí)物連線如圖所示．
（2）定值電阻的作用可等效“塞”到電源內(nèi)部，增大電源內(nèi)阻，從而外電路調(diào)節(jié)時(shí)，電壓表的示數(shù)調(diào)節(jié)范圍更大，同時(shí)起到當(dāng)電阻箱電阻調(diào)節(jié)過小時(shí)保護(hù)電源，控制電路的最大電流，故A、C正確，電壓表的量程大于電源的電動勢，故B錯(cuò)誤；電阻箱的調(diào)節(jié)范圍完全可以控制整個(gè)電路，故電阻箱的調(diào)節(jié)范圍不存在過小的現(xiàn)象，D錯(cuò)誤．
（3）由閉合電路的歐姆定律可得：U=E-（R+r），即縱坐標(biāo)為U時(shí)，要求能直觀反映變量之間的關(guān)系，圖線應(yīng)該為直線，橫坐標(biāo)必須為，C正確；
（4）由圖可知縱軸截距為2.00V，即E=2.00V，由表格數(shù)據(jù)結(jié)合圖象可知，當(dāng)U=1.57V時(shí)，≈0.196A，從橫軸的三根粗線可看出，當(dāng)U=1.30V時(shí)，橫坐標(biāo)截距為0.30A，故圖線的斜率的絕對值為R+r=Ω≈2.33Ω，故r≈0.33Ω．
故答案為：（1）如圖
（2）AC
（3）C
（4）2.00； 0.33．
點(diǎn)評：本題中考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中原理及數(shù)據(jù)分析，注意在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)注意根據(jù)公式得出直線進(jìn)行處理．