專(zhuān)題八--第4講-實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻--實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表(完整版)
【正文】 找資料自己動(dòng)手制 作了一個(gè)電池．該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)電 阻 r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱 (最大阻值為 Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用 )、一只電流表 (量程 Ig＝ A，內(nèi) 阻 rg＝ Ω)和若干導(dǎo)線． (1)請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)電阻 r 的要求，設(shè)計(jì)圖 8－ 4 － 14 中器件的連接方式，畫(huà)線把它們連接起來(lái) . 圖 8－ 4－ 14 圖 8－ 4－ 15 圖 8－ 4－ 16 ( 2 ) 接通開(kāi)關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值 R ，讀出與 R 對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù) I ，并作記錄．當(dāng)電阻箱的阻值 R ＝ Ω 時(shí)， 其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖 8 － 4 － 15 所示．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，首先計(jì)算出每個(gè)電流值 I 的倒數(shù)1I；再制作 R －1I坐標(biāo)圖，如圖 8 － 4 －16 所示，圖中已標(biāo)注出了??????1I， R 的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)你將與圖 8 － 4 － 15 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖 8 － 4 －16 上． (3)在圖 8－ 4－ 16 上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線． (4)根據(jù)圖 8－ 4－ 16 描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng) 勢(shì) E＝ ________V，內(nèi)電阻 r＝ ________Ω. 解析： (1)先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，然后再根據(jù)電路圖連線．由 歐姆定律 E＝ I(R＋ r)知，只要知道兩組外電阻和電流值，就可 以解出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．因此，直接將可變電阻和電流表串 聯(lián)在電路中就行 (見(jiàn)圖 8－ 4－ 17)． (2)由電表可讀出此時(shí)電流為 A，則坐標(biāo)為 (2,)． 再在坐標(biāo)紙上描出該點(diǎn) (見(jiàn)圖 8－ 4－ 18)． (3)剔除明顯有誤差的點(diǎn)，將其他點(diǎn)用平滑的曲線連接起 來(lái)，得到一條直線 (見(jiàn)圖 8－ 4－ 18)． E (4)將歐姆定律的表達(dá)式 E＝ I(R＋ r)變形得 R＝ － r，由此 I 式可知，外電阻和電流的倒數(shù)呈線性關(guān)系．將圖中的直線延長(zhǎng)， 與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)值為－ r＝－ Ω，則內(nèi)電阻為 Ω，直 線的斜率為 k＝ E＝ － 4－ 2 V＝ V. 圖 8－ 4－ 17 圖 8－ 4－ 18 在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)考得比較多，一般是用伏特表和 安培表配合測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，變化量是 U 和 I ，由閉合電路歐姆定律變形 U ＝ E － Ir ，所以用 U－ I 圖象，圖象與 U 軸截距表示電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率等于內(nèi)阻 r .電阻箱與安培表配合測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻變化量是 R 和 I ，由閉合電路歐姆定律變形 R ＝ E 1I－ r ，所以用 R －1I圖象，在 R 軸的截距是－ r ，斜率為電動(dòng)勢(shì) E . 電阻箱與伏特表配合測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻變化量是 R 和 U ，由閉合電路歐姆定律變形1U＝rE1R＋1E，所以用1U－1R圖象，在1U軸的截距是1E，斜率為rE. 2． (2022 年湖北宜昌調(diào)研 )現(xiàn)有一特殊的電池，其電動(dòng)勢(shì) E 約為 9 V，內(nèi)阻 r 在 35 Ω～ 55 Ω范圍，最大允許電流為 50 mA. 為測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖 8－ 4－ 19 甲 所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．圖中電壓表的內(nèi)電阻很大，對(duì)電路的影 響可以不計(jì)， R 為電阻箱，阻值范圍為 0～ 9 999 Ω， R0 是定值 電阻． 圖 8－ 4－ 19 (1)實(shí)驗(yàn)室備有的保護(hù)電阻 R0 有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用 ( ) A． 10 Ω， W C． 150 Ω， W B． 50 Ω， W D． 1 500 Ω， W (2)該
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