Question

某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)了一只2Ω的保護(hù)電阻R₀，實(shí)驗(yàn)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(shí)物電路圖（乙）．
（2）接好電路后，該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)，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(shí)，示數(shù)均為零，把兩表筆接c、d時(shí)，其示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，檢查各接線柱均未接錯(cuò)，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

cd間滑動(dòng)變阻器斷路

．
（3）排除故障后，該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)，測得下列五組數(shù)據(jù)：

U（V）	1.40	1.30	1.20	1.10	1.00
I（A）	0.04	0.07	0.12	0.17	0.20

根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上畫出U-I圖，并求出該電池電動(dòng)勢E=

1.50

V，r=

0.5

Ω．

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(shí)物圖，注意電壓表正負(fù)接線柱不要接反；
（2）開關(guān)閉合時(shí)，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(diǎn)法，得出各點(diǎn)的坐標(biāo)，由直線將各點(diǎn)連接，由圖象的縱坐標(biāo)的截距可求得電源的電動(dòng)勢；由圖象的橫坐標(biāo)的交點(diǎn)可求得路端電壓為0.9V時(shí)的電流，由閉合電路歐姆定律可求得電源的內(nèi)阻．

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(dòng)變阻器及電流表兩端，如圖
（2）電流表沒有示數(shù)，說明電路中一定存在開路；而兩表筆分別接a、b和b、c及d、e時(shí)，示數(shù)均為零，說明電路仍沒有連通；
而把兩表筆接c、d時(shí)，其示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，說明c、d間應(yīng)出現(xiàn)了斷路；
故答案為：c、d之間滑動(dòng)變阻器斷路
（3）通過描點(diǎn)連線可得圖象如上圖；
由圖可知，電動(dòng)勢E=1.50V，
電壓為0.9V時(shí)，電流為0.24；
由閉合電路歐姆定律可知：E=U+I（r+R₀）
r=

1.5-0.9

0.24

-2=0.5Ω
故答案為：（1）如圖；（2）c、d間應(yīng)出現(xiàn)了斷路；（3）如圖；1.50；0.5．

點(diǎn)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(shí)驗(yàn)可以將R₀等效為內(nèi)電阻的一部分．