Question

某物理興趣小組的同學利用實驗探究電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗的主要操作如下：
①先用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，這樣測出的電動勢比真實值

偏小

（選填“偏大”或“偏小”）．
②若按圖（甲）所示接好電路進行實驗，記下電阻箱和電壓表對應的一系列讀數(shù)R、U，并將數(shù)據(jù)記錄在下表中．第2次實驗中，電阻箱的示數(shù)如圖（乙）所示，此時電阻箱接入電路的電阻是

2

Ω；

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
1 U /（V-1）	0.80	1.07	1.30	1.47	1.80	2.27
1 R /（Ω-1）	0.2		0.8	1.0	1.5	2.0

③圖（丙）是根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出的

1

U

-

1

R

圖象．若忽略電壓表內(nèi)阻的影響，當電阻箱、電壓表的示數(shù)分別是R、U時，電池電動勢E=

U+

U

R

r

（用U、R、r表示）；
④根據(jù)圖象可知：電池的電動勢E=

1.67

V，內(nèi)阻r=

1.34

Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：①用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，考慮電壓表的內(nèi)阻，判斷電壓表的示數(shù)與電動勢的關(guān)系．
②電阻箱各指針示數(shù)與所對應倍率的乘積是電阻箱的阻值．
③根據(jù)電路圖，由閉合電路的歐姆定律可以求出電動勢的表達式．
④由閉合電路的歐姆定律求出

1

U

-

1

R

的函數(shù)表達式，然后根據(jù)圖象求出電源的電動勢與內(nèi)阻．

解答：解：①用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，考慮到電壓表的內(nèi)阻，知電壓表的示數(shù)為外電壓，小于電動勢，所以測出的電動勢比真實值偏小．
②由圖示電阻箱可知，電阻箱的阻值為2×1Ω=2Ω．
③在閉合電路中，電源電動勢：E=U+Ir=U+

U

R

r，則電源電動勢的表達式為E=U+

U

R

r．
④由E=U+

U

R

r，可得：

1

U

=

r

E

1

R

+

1

E

，由

1

U

-

1

R

圖象可知，
截距b=0.6，則電源電動勢：E=

1

b

=

1

0.6

≈1.67Ω，
圖象斜率k=

2.20-0.60

2.0

=0.8，k=

r

E

，電源內(nèi)阻r=kE=0.8×1.67≈1.34Ω；
故答案為：①偏小；②2；③E=U+

U

R

r；④1.67；1.34．

點評：關(guān)于測量電源的電動勢和內(nèi)阻，關(guān)鍵掌握其實驗的原理，根據(jù)圖線的斜率和截距進行分析．