Question

在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢E(約3 V)和內電阻r”的實驗時，部分器材參數如下：電壓表(量程3 V)，電流表(量程0.6 A)，定值電阻R₀(阻值為3 Ω)，滑動變阻器R(阻值約30 Ω)．
⑴小紅按如圖所示的電路圖連接實物電路，在電路連接正確的情況下，當她閉合開關時發現電壓表有示數，電流表沒有示數，反復檢查后發現電路連接完好，估計是某一元件斷路，因此她拿來多用電表檢查故障．她的操作如下：

a．斷開電源開關S；
b．將多用表選擇開關置于×1 Ω檔，調零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數為30 Ω
c．將多用表選擇開關置于×100 Ω檔，調零后，將紅黑表筆分別接電壓表兩端，發現指針讀數如圖所示，則所測阻值為________ Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發現指針位置幾乎不變．由以上操作可判斷發生斷路故障的元件是_______  (填元件名稱)

（2）請根據電路圖把實物圖沒完成的連線連接好．
（3）在更換規格相同的元件后，她改變滑動變阻器的阻值，測出了6組對應的數據并在圖象上描點如圖所示，請在下圖中繼續完成圖象；并根據圖象可得該電池的電動勢E＝________ V，電池內阻r＝________ Ω(小數點后保留兩位數字)．
（4）用此電路測量電池的電動勢和內電阻，產生誤差的原因是                                   ；測出的電動勢E與真實值相比偏(選填“大”或“小”)         ；

Answer 1

⑴ 2.2×10³　    電流表　     ⑵實物電路聯接如圖所示。   

⑶E(3.00±0.05)　 r(0.57±0.05)      ⑷電壓表的分流作用，偏小

試題分析：⑴歐姆表測電阻時，待測阻值等于指針對齊刻度值乘以倍率，所以由圖知所測阻值為2.2×10³Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發現指針位置幾乎不變，說明多用電表仍然測量的是電壓表的內阻，也就說明了電流表處發生了斷路，由以上操作可判斷發生斷路故障的元件是電流表．
（3）根據U-I圖象得：當電流I=0時，U=3.00V，所以電池的電動勢E=3.0V，
通過U-I圖象求出該直線的斜率為3.60，也就是r+R₀=3.60Ω，
所以電池內阻r=0.60Ω．
（4）本實驗中由于電壓表的分流，使電流測量值小于真實值，而電壓表示數是準確的，當電路短路時，電壓表的分流可以忽略不計，故短路電流為準確的，則圖象應以短流電流向左下移動，故圖象與縱坐標的交點減小，圖象的斜率減小，故電動勢減小。