现要测电阻R0阻值和干电池组的电动势E及内阻r.给定的器材有:两个理想电压表(量程均为3V),理想电流表(量程为0.6A),滑动变阻器R,待测的电阻R0,两节串联的电池,电键S及导线若

问题描述:

现要测电阻R0阻值和干电池组的电动势E及内阻r.给定的器材有:两个理想电压表(量程均为3V),理想电流表(量程为0.6A),滑动变阻器R,待测的电阻R0,两节串联的电池,电键S及导线若干.某同学设计一个如图(a)所示的电路同时测电阻R0阻值和电池组的电动势及内阻,调节变阻器,两电压表和电流表分别测得多组U1、U2、I的读数,并作出U1-I图(图线1)和U2-I图(图线2),见图(b).

(1)由图可知得出电阻R0阻值为______Ω,电池组E的电动势为______V,内阻为______Ω.
(2)若上述电路中少了一个电压表,仍可用一个电路同时测电阻R0阻值和干电池组的电动势E及内阻.请你在虚线框中画出电路图,并写出简单的实验步骤和E、r、R0三个物理量的计算式.

(1)根据电路图的连接情况结合欧姆定律可知,
电阻R0应是U-I图象中图线2的斜率,
所以:R0=

U2
I
=
2
0.5
Ω=4.0Ω
图线1表示的是电源的U-I关系,
根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,
图线1纵轴截距表示电动势,
所以:E=3.0V,
图线1斜率的绝对值:k=R+r=
△U1
△I
=
3
0.5
=6.0Ω,
所以:r=6.0-4.0=2.0Ω
(2)实验步骤:
①连接好电路如图;

②闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器短路,测得两电表读数为U1、I1
③移动滑片P使滑动变阻器不短路,测得两电表读数为U2、I2
④整理器材,数据处理.
根据欧姆定律E=U+Ir,
则有E=U1+I1r,E=U2+I2r,
解得:E=
U2I1−U1I2
I1−I2
   r=
U2−U1
I1−I2
,R0=
U1
I1

故答案为:
(1)4.0Ω,3.0V,2.0Ω
(2)实验步骤:
①如图;
②闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器短路,
测得两电表读数为U1、I1
③移动滑片P使滑动变阻器不短路,测得两电表读数为U2、I2
④整理器材,数据处理.
E=
U2I1−U1I2
I1−I2
   r=
U2−U1
I1−I2
,R0=
U1
I1