Question

某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，串聯(lián)了一只2Ω的保護電阻R₀，實驗電路如圖甲所示，請回答下列問題：
（1）按電路原理圖甲連接實物電路圖乙．
（2）連好電路后，該同學(xué)開始實驗，閉合電鍵S后，他發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)不為零，他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b和b、c及d、e時，示數(shù)均為零，把兩表筆接c、d時，其示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，檢查各接線柱均未接錯，且接觸良好，各接線之間也未發(fā)生短路，由此可推斷故障原因應(yīng)是．
（3）排除故障后，該同學(xué)Jl頤．N完成實驗，測得下列四組數(shù)據(jù)：

U/V	1.20	1.00	0.80	0.60
I/A	0.10	0.17	0.23	0.30

根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖（圖丙）上畫出U-I圖線，并回答該電池電動勢E=

 

．
（4）實驗所得的電池電動勢E和內(nèi)電阻r的測量值與真實值相比較E偏

 

，r偏

 

（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路圖連接實物圖，注意電壓表正負(fù)接線柱不要接反；
（2）開關(guān)閉合時，電流表無示數(shù)，說明電路開路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱到電源正負(fù)極的電路是連通的，則可得出發(fā)生故障的位置；
（3）由表格中數(shù)據(jù)采用描點法，得出各點的坐標(biāo)，由直線將各點連接，由圖象的縱坐標(biāo)的截距可求得電源的電動勢；由圖象的橫坐標(biāo)的交點可求得路端電壓為0.9V時的電流，由閉合電路歐姆定律可求得電源的內(nèi)阻．
（4作出U-I圖線的測量圖線和真實圖線，比較電動勢和內(nèi)阻的測量值和真實值的大小．

解答：解：（1）由電路圖，按順序先將串聯(lián)部分連在電源兩端，再把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器及電流表兩端，如圖

（2）發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0，電流表或R處斷路，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(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，知R斷路．
（3）U-I圖線是一條傾斜的直線，描點作圖如下圖．

縱軸截距為1.6，所以電動勢E=1.60V．
（4）將保護電阻等效到電源的內(nèi)部，電壓表測的電壓為外電壓，電流表所測的電流偏小，
作出U-I圖線的測量圖線和實際圖線，虛線表示實際圖，從圖線可以看出，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值．
故答案為：（1）R斷路  （2）實物圖連接如圖  （3）1.6V （4）小，小

點評：本題要注意電壓表的接入位置不是直接并聯(lián)在電源兩端，而是把定值電阻也包括在其中，故由閉合電路歐姆定律求出的內(nèi)阻值包括了R₀．在實驗可以將R₀等效為內(nèi)電阻的一部分．