Question

小明要測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻 r，實(shí)驗(yàn)器材有：一只 DIS 電流傳感器（可視為理想電流表，測(cè)得的電流用 I 表示 ），一只電阻箱（阻值用 R 表示），一只開關(guān)和導(dǎo)線若干．該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（ l ）所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù)．
①小明設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是

 

（用 E、r、I、R 表示）
②小明在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱阻值調(diào)至

 

，（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）在實(shí)驗(yàn)過程中，將電阻箱調(diào)至圖（ 2 ）所示位置，則此時(shí)電阻箱接入電路的阻值為

 

Ω
③小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖（3）所示

1

I

-R的圖象，則由圖象求得．該電源的電動(dòng)勢(shì) E=

 

 V，內(nèi)阻 r=

 

Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）由圖可知實(shí)驗(yàn)中采用了電流表及是阻箱測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，故應(yīng)采用電流及電阻表達(dá)閉合電路歐姆定律；
（2）電學(xué)實(shí)驗(yàn)中為了安全，在開始實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)從最大值逐漸調(diào)小；根據(jù)電阻箱的讀數(shù)原理進(jìn)行讀數(shù)；
（3）由閉合電路歐姆定律可得出I與R的表達(dá)式，根據(jù)圖象的性質(zhì)可得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答：解：（1）由圖可知，本實(shí)驗(yàn)采用的是電流表與電阻箱測(cè)定電動(dòng)勢(shì)，故表達(dá)式應(yīng)為E=I（R+r）或I=

E

R+r

；
（2）為了保證電路中的安全，電阻箱應(yīng)從最大值開始慢慢減小，故開始時(shí)應(yīng)調(diào)到最大值；
由圖可知，電阻箱接入電阻應(yīng)為25Ω；
（3）由閉合電路歐姆定律可知：

1

I

=

R

E

+

r

E

由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為

r

E

=0.4；圖象的斜率為

1

E

，由圖可知，斜率大小為

4-1

22-4

=

1

6

；
故E=6.0V；r=2.4Ω；
故答案為：（1）、E=I（R+r）；
（2）最大值；25；
（3）6.0；2.4．

點(diǎn)評(píng)：本題采用安阻法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)，本方法的關(guān)鍵在于能列出電流與滑動(dòng)變阻器的關(guān)系，再結(jié)合圖象求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．