Question

某同學利用電壓表和電阻箱測定一種特殊電池的電動勢（電動勢E約為9V，內阻r約為50Ω）．
已知該電池允許輸出的最大電流為150mA，該同學利用如圖甲所示的電路進行實驗，圖中電壓表的內阻約為2kΩ，量程為15V，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω，R₀是定值電阻，起保護電路的作用．

（1）實驗室備有的定值電阻R₀有以下幾種規格：
A.2Ω
B.20Ω
C.200Ω
D.2000Ω
本實驗應選

 

（填入相應的字母）作為保護電阻．
（2）該同學完成電路的連接后，閉合開關S，調節電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數，其中電壓表的某一次偏轉如圖乙所示，其讀數為

 

．
（3）改變電阻箱的阻值，取得多組數據，作出了如圖丙所示的圖線，則根據該同學所作的圖線可求得該電池的電動勢E為

 

V，內阻r為

 

Ω．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）當電阻箱的電阻調為零時，電路中電流最大，根據閉合電路歐姆定律求出此時的R₀，再選擇定值電阻R₀的規格．
（2）根據電壓表應選擇15V的量程進行讀數．
（3）本實驗采取伏阻法測量電源的電動勢和內阻，根據實驗的原理E=U+

U

R0+R

r，知

1

U

=

1

E

+

r

E

1

R0+R

，通過圖線的斜率和截距去求電源的電動勢和內阻．

解答：解：（1）當電阻箱的電阻調為零時，電路中電流最大，根據閉合電路歐姆定律得
    I_m=

E

R0+r

得R₀=10Ω
所以實驗應選B．
（2）電壓表應選擇15V的量程，所以讀數為6.5V，
（3）閉合開關，調整電阻箱的阻值，讀出電壓表的示數，再改變電阻箱的電阻，得出多組數據．
根據E=U+

U

R0+R

r，知

1

U

=

1

E

+

r

E

1

R0+R

，
知圖線的縱軸截距表示電動勢的倒數，圖線的斜率等于

r

E

．
有：

1

E

=0.1，
解得E=10V．

r

E

=5，解得r=50Ω．
故答案為：
（1）B．（2）6.5 v（3）10V，50Ω

點評：解決本題的關鍵：知道運用伏阻法測量電源電動勢和內阻的原理，會根據圖象測量電源的電動勢和內阻，將兩個非線性關系的物理量，變成兩個線性關系的物理量．