Question

贾老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻．所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R₁（阻值未知），电压表V（量程为3.0V，内阻很大），电阻箱R（0～99.99Ω），单刀单掷开关S₁，单刀双掷开关S₂，导线若干．

（1）珊珊连接了一个如图1所示的电路，她接下来的操作是：
①将S₂接到a，闭合S₁，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下对应的电压表示数为2.20V，然后断开S₁；
②保持电阻箱示数不变，将S₂切换到b，闭合S₁，记录此时电压表的读数（电压表的示数如图乙所示），然后断开S₁．
请你解答下列问题：
图甲所示电阻箱的读数为

 

Ω，图乙所示的电压表读数为

 

V．由此可算出定值电阻R₁的阻值为

 

Ω（计算结果保留两位小数）．
在珊珊上面第①步的操作中，有一处不恰当，请您帮她指出来

 

．
（2）在完成上述操作后，珊珊继续以下的操作：
将S₂切换到a，多次调节电阻箱，闭合S₁，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的

1

U

-

1

R

图线．
由此可求得电源电动势E和电源内阻r，其中E=

 

V（计算结果均保留两位小数）．

Answer 1

分析：根据电阻箱旋钮指示的位置读出电阻的阻值，根据闭合电路欧姆定律求出定值电阻R₁的阻值．
将定值电阻等效到电源的内部，根据电动势等于外电压与内电压之和得出

1

U

-

1

R

的关系式，根据图线的斜率和截距得出电动势和内阻．

解答：解：（1）电阻箱的阻值等于2×10=20Ω．图乙电压表的示数为2.80V，根据闭合电路欧姆定律得，R₁=

2.80-2.20

2.20 20

Ω≈5.45Ω．调节电阻箱时，需切断电源．
（2）将定值电阻等效到电源的内部，根据E=U+

U

R

r得，

1

U

=

1

E

+

1

R

?

r

E

，知纵轴截距的倒数为电动势，所以E=

1

0.35

≈2.86V．
故答案为：（1）20Ω、2.80V、5.45Ω；
应在切断电源的情况下调节变阻箱；
（2）2.86V（内阻0.26Ω）．

点评：此题通过实验操作、读数以及对实验方法的理解等多方面考查考生的实验探究能力．