Question

某研究性學習小組利用圖1所示的電路測量某蓄電池的電動勢E和內電阻r．由于蓄電池的內阻很小，因此在電路中接入一個定值電阻R=2.0Ω．閉合開關S，調整電阻箱R的阻值，讀出電壓表相應的示數U，得到數據如下表：

實驗次數	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為了準確地得出實驗結論，該小組的同學準備用圖象來處理實驗數據．圖象的縱坐標表示電壓表讀數U，則圖象的橫坐標表示的物理量應該是______；
②計算出與該組數據對應的物理量．
③請在圖2所給的坐標紙中作圖，利用圖象  得到E=______V，r=______Ω．

Answer 1

【答案】分析：①測電源電動勢與內阻實驗中，應用圖象法處理實驗數據時，縱坐標軸表示路端電壓，橫軸表示電路電流；
②根據表中實驗數據，由歐姆定律可以求出對應的電流；
③根據實驗數據，應用描點法作圖，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阻與保護電阻之和．
解答：解：①測電源電動勢與內阻實驗中，應用圖象法處理實驗數據時，縱軸表示路端電壓，橫軸表示電路電流I=，根據實驗所測量的量，橫軸應該是：電壓U與電阻R的比值（或電流I）；
②根據表中實驗數據，找出電壓表示數U與所對應電阻阻值R，由歐姆定律I=求出相應的電流，數據如下表所示：

電阻箱讀數R/Ω	40.00	20.00	12.00	8.00	6.00	5.00
電壓表示數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根據上表所示實驗數據，在坐標系中描出對應的點，然后根據坐標系中的點作直線，作出電源的路端電壓與電流關系圖象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阻與保護電阻阻值之和，則k=r+R==Ω=2.4Ω，
電源的內阻r=k-R=2.4Ω-2.0Ω=0.4Ω；
故答案為：①電壓U與電阻R的比值（或電流I）；
②實驗數據如上表所示；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電源，同時擴大電源的內阻．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．