Question

小明、小亮共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：

电池组(电动势约6V，内阻r约30Ω)

电流表(量程20A，内阻r_A=0.7Ω)

电阻箱R₁(0-99.9Ω)

滑动变阻器R₂(0-10Ω)

开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R₂接入电路的阻值。

(1)小华先利用该电路准确地测出了R₂接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S₂，断开S₁，读出电流表的示数I；再闭合S、S₁，断开S₂，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为_____Ω；

(2)小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。

①他的实验步骤为：

a．在闭合开关前，调节电阻R₁或R₂至_______。(选填“最大值”或“最小值”)，之后用合开关S，再闭合_____。(选填“S₁”或“S₂”)

b．调节电阻______(选填“R₁”成“R₂”)，得到一系列电阻值R和电流I的数据；

c．断开开关，整理实验仪器。

②图乙是他由实验数据绘出一R的图象，电源电动势E＝_____V，内阻r＝___Ω。(计算结果保留两位有效数字)

Answer

3.6 最大值 S1 R1 6.0 2.9

【解析】

(1)[1]用等值替代法可测出R2接入电路的阻值，电阻箱的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω；

(2)①要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，则：

a．[2][3]在闭合开关前，调节电阻R1或R2至最大值，之后闭合开关S，再闭合S1；

b．[4]调节电阻R1得到一系列电阻值R和电流I的数据；

②[5][6]由闭合电路欧姆定律可得：

变形得：

由上式可知：图线的斜率是电动势的倒数，图象的斜率为：

得：E=6.0V

图线在纵轴上的截距是：

得：r=2.9Ω。