Question

【題目】實驗小組要測定一個電源的電動勢E和內(nèi)阻r。已知待測電源的電動勢約為5V，可用的實驗器材有：

待測電源；

電壓表V1（量程0～3V；內(nèi)阻約為3kΩ）；

電壓表V2（量程0～6V；內(nèi)阻約為6kΩ）；

定值電阻R1（阻值2.0Ω）；

滑動變阻器R2（阻值0～20.0Ω）；

開關(guān)S一個，導線若干。

（1）實驗小組的某同學利用以上器材，設計了如圖甲所示的電路，M、N是電壓表，P、Q分別是定值電阻R1或滑動變阻器R2，則P應是_________（選填“R1”或“R2”）。

（2）按照電路將器材連接好，先將滑動變阻器調(diào)節(jié)到最大值，閉合開關(guān)S，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，依次記錄M、N的示數(shù)UM、UN。

（3）根據(jù)UM、UN數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的關(guān)系圖像，由圖像得到電源的電動勢E=_________V，內(nèi)阻r=_________Ω。（均保留2位有效數(shù)字）

（4）由圖像得到的電源的電動勢值_________（選填“大于”、“小于”、“等于”）實際值。

Answer 1

【答案】R2 4.9 0. 90～1. 0 小于

【解析】

（1）[1]由電路圖可知，電壓表M測量P、Q總電壓，電壓表N測量Q的電壓，故M為大量程的電壓表V2，N為小量程的電壓表V1，根據(jù)部分電路歐姆定律可知P為大量程的滑動變阻器R2，Q為小阻值的定值電阻R1。

（3）[2][3]設電壓表M的示數(shù)為UM，電壓表N的示數(shù)為UN，由圖示電路圖可知，電源電動勢為

整理得：

由UM-UN圖象可知，電源電動勢為E=4.9V，由圖可知圖線的斜率為：

又從UM-UN的關(guān)系可知：

則電源內(nèi)阻為：r=kR1=0.94Ω。

（4）[4]根據(jù)題意可知：

變形得：

所以圖象的縱截距為：

則電源電動勢為

所以根據(jù)圖象得到的電源電動勢值小于實際值。