Question

（2011?吉林模擬）利用如圖所示的電路測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有：
待測干電池兩節(jié)，每節(jié)干電池的電動勢均約為 1.5V，內(nèi)阻均約為0.2Ω
直流電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻很大）
直流電流表A（量程0～0.6～3A，內(nèi)阻忽略不計）
定值電阻R₀=4Ω；滑動變阻器R_P（阻值范圍0～20Ω，
允許最大電流2A）開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
（1）請根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖1，把右邊的實(shí)物圖2連接完整（電流表量程必須選擇正確）
（2）某同學(xué)利用該電路完成實(shí)驗(yàn)時，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器的滑片，電流表A保持一定的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)維持在2.4V左右．由此可判斷故障應(yīng)是

C

（填選項(xiàng)前的字母）
A．電流表A燒毀斷路   B．定值電阻R₀斷路    C．滑動變阻器R_P滑片與電阻線之間斷開      D．滑動變阻器的電阻線斷開
（3）故障排除后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄了幾組電壓表和電流表的示數(shù)如下表：利用表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)如圖，請將各點(diǎn)繪圖．
（4）請進(jìn)一步根據(jù)描出的圖得出兩節(jié)干電池總的電動勢值為

2.90

V，干電池的總內(nèi)阻為

0.6

Ω．

U/V	2.40	2.00	1.80	1.60	1.40	1.10	0.90	0.60
I/A	0.12	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.50

Answer 1

分析：（1）由題，兩節(jié)干電池的電動勢約3V，則電壓表量程選0-3V．電路中最大電流約I_max=

E

R0

=

3

4

A=0.75A，則電流表的量程選0-0.6A即可．為按開關(guān)閉合后電流的流向順序依次連接電路．
（2）據(jù)題，無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器的滑片，電流表A保持一定的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)維持在2.4V左右，說明電路中的電阻一定，即可知滑動變阻器R_P滑片與電阻線之間斷開．
（3）經(jīng)觀察看出，圖上這些點(diǎn)大約在一條直線上，用直線將它們連接起來，連接時，直線通過的點(diǎn)要盡可能多，不在直線的點(diǎn)關(guān)于直線兩側(cè)分布要均勻．根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，U-I圖象的縱軸截距等于電源的電動勢，斜率大小等于電源的內(nèi)阻與定值電阻之和，由幾何知識求出電動勢和內(nèi)阻．

解答：解：（1）首先選擇電表的量程：兩節(jié)干電池的電動勢約3V，則電壓表量程選0-3V．估算電路中最大電流：I_max=

E

R0

=

3

4

A=0.75A，則電流表的量程選0-0.6A即可．連接電路如圖．
（2）A、若電流表A燒毀斷路，電流表將沒有示數(shù)，與題不符．故A錯誤．
B、若定值電阻R₀斷路，兩電表都沒有示數(shù)，與題不符．故B錯誤．
C、若滑動變阻器R_P滑片與電阻線之間斷開，變阻器的總電阻接入電路，電路中的電阻不變，兩電表的示數(shù)保持不變，符合題意．故C正確．
D、滑動變阻器的電阻線斷開，兩電表都沒有示數(shù)，與題不符．故D錯誤．
故選C
（3）經(jīng)觀察看出，圖上這些點(diǎn)大約在一條直線上，用直線將它們連接起來，如圖3所示．
（4）由閉合電路歐姆定律U=E-I（R₀+r）得，U-I圖象的縱軸截距b等于電源的電動勢，斜率大小k等于電源的內(nèi)阻與定值電阻之和，由數(shù)學(xué)知識得
   b=2.90V，則電源的電動勢E=b=2.90V．k=

2.9-0.35

0.56

≈4.6，則r=k-R₀=4.6-4=0.6（Ω）
故答案為：
（1）電路連接（3分）
（2）C．（3分）
（3）（3分）
（4）2.90-3.00  0.6

點(diǎn)評：本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)的處理，要求能正確分析故障的原因，并能用圖象法求出電動勢和內(nèi)電阻．