Question

某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖1所示的電路測量某蓄電池的電動勢E和內(nèi)電阻r．由于蓄電池的內(nèi)阻很小，因此在電路中接入一個定值電阻R₀=2.0Ω．閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱R的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U，得到數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
R/Ω	40.00	20.00	12.00	8.00	6.00	5.00
U/V	1.89	1.78	1.66	1.57	1.43	1.35

①為了準(zhǔn)確地得出實驗結(jié)論，該小組的同學(xué)準(zhǔn)備用圖象來處理實驗數(shù)據(jù)．圖象的縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)U，則圖象的橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)該是

 

；
②計算出與該組數(shù)據(jù)對應(yīng)的物理量．
③請在圖2所給的坐標(biāo)紙中作圖，利用圖象  得到E=

 

V，r=

 

Ω．

Answer 1

分析：①測電源電動勢與內(nèi)阻實驗中，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，縱坐標(biāo)軸表示路端電壓，橫軸表示電路電流；
②根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，由歐姆定律可以求出對應(yīng)的電流；
③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用描點法作圖，作出U-I圖象；電源的U-I圖象與縱軸的交點是電源的電動勢，
圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻與保護(hù)電阻之和．

解答：解：①測電源電動勢與內(nèi)阻實驗中，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，縱軸表示路端電壓，橫軸表示電路電流I=

U

R

，根據(jù)實驗所測量的量，橫軸應(yīng)該是：電壓U與電阻R的比值

U

R

（或電流I）；
②根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，找出電壓表示數(shù)U與所對應(yīng)電阻阻值R，由歐姆定律I=

U

R

求出相應(yīng)的電流，數(shù)據(jù)如下表所示：

電阻箱讀數(shù)R/Ω	40.00	20.00	12.00	8.00	6.00	5.00
電壓表示數(shù)U/V	1.89	1.78	1.66	1.57	1.43	1.35
電壓U與電阻R的比值UR-1（或電流I）/A	0.047	0.089	0.138	0.196	0.238	0.270

③根據(jù)上表所示實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后根據(jù)坐標(biāo)系中的點作直線，作出電源的路端電壓與電流關(guān)系圖象U-I，如圖所示；圖象與電壓軸的交點表電源的電動勢，由圖象可知，電源電動勢E=2.0V；
圖象斜率絕對值等于電源內(nèi)阻與保護(hù)電阻阻值之和，則k=r+R₀=

E-U

I

=

2-1.4

0.25

Ω=2.4Ω，
電源的內(nèi)阻r=k-R₀=2.4Ω-2.0Ω=0.4Ω；
故答案為：①電壓U與電阻R的比值

U

R

（或電流I）；
②實驗數(shù)據(jù)如上表所示；③圖象如圖所示；2.0；0.4．

點評：定值電阻串入電路一方向保護(hù)電源，同時擴大電源的內(nèi)阻．同時電源的路端電壓與電流圖象與電流的交點不一定是短路電流，由電壓軸是否是從零開始的．