Question

某同學用電流表和電壓表測一節蓄電池的電動勢和內阻．由于蓄電池的  內阻非常小，為防止調節滑動變阻器時造成短路，電路中用了一個保護電阻R₀，實驗電路如圖所示．
除蓄電池、開關、導線外，可供使用的實驗器材還有：
A．電流表（量程0.6A）
B．電流表（量程3A），
C．電壓表（量程3V）
D．電壓表（量程l5V）
E．定值電阻（阻值lΩ、額定功率5W）
F．滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）
G．滑動變阻器（阻值范圍0～200Ω、額定電流1A）
（1）電流表應選擇

 

；電壓表應選擇

 

；滑動變阻器應選擇

 

．（填相應代號）
（2）連好電路后，當該同學閉合開關，發現電流表示數為0，電壓表示數不為0．檢查各接線柱均未接錯，接觸良好且未發生短路；他用多用電表的電壓檔檢查電路，把兩表筆分別接a、b，b、c，d、e時，示數均為0，把兩表筆接c、d時，示數與電壓表示數相同．由此可推斷故障是

 

．
（3）排除故障后，該同學順利完成實驗，共測得了5組電流、電壓的數據，如表：

電流表讀數I/A	0.18	0.26	0.34	0.44	0.52
電壓表讀數U/V	1.77	1.66	1.56	1.43	1.32

請根據數據作出蓄電池路端電壓U隨電流I變化的U-I圖象，根據圖象得出蓄電池的電動勢E=

 

V，內阻r=

 

Ω．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）根據電壓表與電流表的測量值選擇電壓表與電流表，為方便實驗操作，在保證安全的前提下，應選最大阻值減小的滑動變阻器．
（2）常見的電路故障有斷路與短路兩種，根據電路故障現象判斷電路故障原因．
（3）應用描點法作圖；根據作出的電源U-I圖象求出電源電動勢與內阻．電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是電動勢的測量值，圖象斜率是電源內阻測量值．

解答：解：（1）由表中實驗數據可知，電壓最大值為1.77V，則電壓表選C，電流最大值為0.52A，則電流表應選A，為方便實驗操作，滑動變阻器應選F．
（2）電路不存在短路，則電路故障為斷路；用電壓表測接a、b，
b、c，d、e時，示數均為0，說明a、b，b、c，d、e間不存在斷路，把兩表筆接c、d時，電壓表有示數，說明此時電壓表與電源兩極相連，c、d之外電路不存在斷路，則斷路位置在c、d之間，即R斷路．
（3）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后根據描出的點作出蓄電池的U-I圖象，圖象如圖所示；由圖象可知，圖象與縱軸的交點坐標為2.00，
則蓄電池電動勢E=2.0V，圖象斜率r=

△U

△I

=

2.00-1.30

0.54

≈1.30，
蓄電池內阻r=k-R₀=1.30Ω-1Ω=0.30Ω；
故答案為：（1）A；C；F；（2）R斷路；（3）圖象如圖所示；2.0；0.30．

點評：本題考查了實驗器材的選擇、電路故障分析、作圖象、求電源電動勢與內阻等問題，要掌握實驗器材的選取原則；應用圖象法處理實驗數據是常用的方法，要掌握描點法作圖的方法；應用圖象求出電壓內阻時，要注意圖象縱坐標軸的起點數值，否則容易出錯．