Question

15．測量電源的內(nèi)阻，提供的器材如下：
A．待測電源E（內(nèi)阻約為10Ω） 
B．電源E₀（電動勢E₀略大于待測電源的電動勢E）
C．靈敏電流計(jì)G（0-30μA）  
D．電阻箱（0-99999.9Ω）   
E．電阻箱（0-99.99Ω）     
F．定值電阻R₀
G．均勻金屬電阻絲及滑動觸頭     
H．開關(guān)，導(dǎo)線若干．

（1）實(shí)驗(yàn)時采用圖甲所示電路，閉合開關(guān)S₁、S₂，將滑動觸頭P與金屬電阻絲試觸，根據(jù)靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)方向調(diào)整P點(diǎn)位置，并減�。ㄟx填”增大”或”減小”）電阻箱R₁的阻值，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時金屬絲左端接線柱A與觸頭P間的電勢差U_AP等于 （選填”大于”、”小于”或”等于”）待測電源E的路端電壓．
（2）改變R₂的阻值重復(fù)實(shí)驗(yàn)，用（1）中的方法調(diào)節(jié)到G表不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，用刻度尺測量鋤頭P到接線柱A間的距離，記下此時電阻箱R₂的阻值，根據(jù)上述步驟測得的數(shù)據(jù)，作出電阻箱R₂的阻值R與對應(yīng)AP間距離L的關(guān)系圖象$\frac{1}{L}$-$\frac{1}{R}$如圖乙所示．測得圖線的斜率為k，圖線在縱軸上截離為b，則待測電源E的內(nèi)阻測量值為$\frac{k}$．
（3）實(shí)驗(yàn)中，電阻R₂應(yīng)選用E（選填序號”D”或”E”）．

Answer 1

分析 （1）明確確實(shí)驗(yàn)原理，分析電路圖，從而分析實(shí)驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行的操作；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行列式，再結(jié)合圖象規(guī)律即可求得電源的內(nèi)阻；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求明確應(yīng)選擇的電阻； 注意分析電阻箱的作用．

解答 解：（1）開始時電阻箱應(yīng)調(diào)至最大，然后再減小阻值，當(dāng)直到G表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，說明G表兩端電勢差為零，故說U_AP等于E的路端電壓；
（2）因U_AP等于E的路端電壓；故電壓與AP間的距離成正比；則由閉合電路歐姆定律可知：
U=$\frac{E}{R+r}$R
則可知：$\frac{1}{U}=\frac{1}{E}+\frac{r}{E}$
由數(shù)學(xué)規(guī)律可知：
$k=\frac{r}{E}$，
b=$\frac{1}{E}$，
解得：r=$\frac{k}$
（3）因電源電動勢及內(nèi)阻較小，故電阻箱選擇總阻值較小的E即可．
故答案為：（1）減小；等于；（2）$\frac{k}$；（3）E．

點(diǎn)評 本題首先要明確實(shí)驗(yàn)原理，知道補(bǔ)償法測電源路端電壓的方法才能正確求解，本題屬于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，要注意掌握此類題目的分析方法．