Question

11．用圖甲所示的電路，測定某蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω，R₀是定值電阻，電壓表內(nèi)阻對(duì)電路的影響忽略不計(jì)．
該同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)S，改變電阻箱接入電路的電阻值，讀取電壓表的示數(shù)．根據(jù)讀取的多組數(shù)據(jù)，他畫出了圖乙所示的圖象．

（1）電路中定值電阻R₀的作用是保護(hù)電源，防止短路．
（2）請(qǐng)根據(jù)圖甲電路圖，連接實(shí)物圖．
（3）在圖乙所示圖象中，$\frac{1}{U}$=0.10V^-1時(shí)，外電路的狀態(tài)最接近斷路（選填“正常通路”、“斷路”或“短路”）狀態(tài)．
（4）根據(jù)該圖象可求得該電池的電動(dòng)勢E=10V，內(nèi)阻r=5.0Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)圖甲電路圖，連接實(shí)物圖；并根據(jù)電路圖分析定值電阻的作用．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理得出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{0}+R}$關(guān)系式，通過圖線的斜率和截距求解電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．

解答 解：（1）由題意可知，電路中R₀的作用是保護(hù)電源，防止短路．
（2）根據(jù)圖甲電路圖，連接實(shí)物圖．

（3）由圖可知，當(dāng)總電阻的倒數(shù)為0時(shí)，達(dá)到0.10V^-1；故說明此時(shí)外電路電阻無窮大，接近斷路；
（4）在閉合電路中，電源電動(dòng)勢：E=U+Ir=U+$\frac{U}{{R}_{0}+R}$r，則$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$\frac{1}{{R}_{0}+R}$，
由圖b所示圖象可知，截距b=$\frac{1}{E}$=0.1，斜率：k=$\frac{r}{E}$=0.5，
則電源電動(dòng)勢E=$\frac{1}$=10V，電源內(nèi)阻r=kE=5.0Ω；
故答案為：（1）保護(hù)電源，防止短路
（2）如圖所示
（3）10；5.0

點(diǎn)評(píng) 只用電壓表和變阻箱測電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的方法叫“伏歐法”，若用圖象解時(shí)，基本思路是：用學(xué)過的物理定律列出表達(dá)式，再結(jié)合數(shù)學(xué)整理表達(dá)出有關(guān)一次函數(shù)式y(tǒng)=kx+b的形式，再求出k和b即可．