Question

现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：

（1）在右边方框中画出实验电路图：

（2）简要写出完成接线后的实验步骤；

（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式=       。

Answer 1

（1）参见解析

（2）①按电路图连接好电路。

②在开关S断开状态下读出电压表指针所在处的分度格数n₁.

③闭合开关S，读出电压表指针所在处的分度格数n₂.

（3）

解析:

在分组实验中有测定电源的电动势和内电阻的实验，我们从该实验知道测定电源的电动势和内电阻，至少应使电源连接不同负载两次，然后利用全电路欧姆定律求解。但现在只有一个定值电阻可用作负载；另外，应由电流表和电压表两个表，但现在只有一只电压表，而且是没有刻度值的；不过考虑到电压表电阻很大，而且题目只要求测出电源的内阻，应该有变通的办法。

（1）我们可以把断路也作为一种负载状态，实验电路如图5所示。S断开时，因电压表内阻远大于电源内阻，可认为是断路状态，S闭合时，又是一种负载状态。

（2）实验步骤如下：

①按电路图连接好电路。

②在开关S断开状态下读出电压表指针所在处的分度格数n₁.

③闭合开关S，读出电压表指针所在处的分度格数n₂.

（3）设电压表每一小分度表示的电压为U₀。

S断开时，有   E=n₁U₀

S闭合时，有

解以上两式，得