Question

1．某同學(xué)在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)了一只2.5Ω的保護(hù)電阻R₀，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示

（1）連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0．檢查各接線柱均未接錯(cuò)，接觸良好且未發(fā)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(shí)，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時(shí)，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是R斷路．
（2）排除故障后，該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)定下列數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)在圖2坐標(biāo)圖中畫(huà)出U-I圖，由圖知：電池的電動(dòng)勢(shì)為1.50V，內(nèi)阻為0.45Ω．

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

（3）考慮電表本身電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，造成本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的原因是：電壓表內(nèi)阻分流．
（4）實(shí)驗(yàn)所得的電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值比較，E_測(cè)＜E_真，r_測(cè)＜r_真（填“＜”、“=”或“＞”）．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)排除法，從斷路和短路的角度推斷故障．
（2）U-I圖線的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻．
（3）將保護(hù)電阻等效到電源的內(nèi)部，電壓表測(cè)的是外電壓，電流表的讀數(shù)小于通過(guò)電源的電流，是因?yàn)殡妷罕砥鸱至髯饔茫?br />（4）作出U-I圖線的測(cè)量圖線和真實(shí)圖線，比較電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值和真實(shí)值的大小

解答 解：（1）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(shí)，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時(shí)，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，知R斷路．
（2）U-I圖線是一條傾斜的直線，描點(diǎn)作圖如圖所示：

由圖示圖象可知，電源U-I圖象縱軸截距為1.50，電動(dòng)勢(shì)：E=1.50V．圖線的斜率k=$\frac{1.50-0.20}{0.44}$≈2.95Ω，則內(nèi)阻為：r=2.95-2.5Ω=0.45Ω．
（3）電流表所測(cè)的電流小于通過(guò)電源的電流，因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻有分流作用．
（4）將保護(hù)電阻等效到電源的內(nèi)部，電壓表測(cè)的電壓為外電壓，電流表所測(cè)的電流偏小，作出U-I圖線的測(cè)量圖線和實(shí)際圖線如圖所示：

虛線表示實(shí)際圖，從圖線可以看出，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值．
故答案為：（1）R斷路；（2）1.50；0.45；（3）電壓表內(nèi)阻分流；（4）＜；＜．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵會(huì)從U-I圖線獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，注意將保護(hù)電阻等效到電源的內(nèi)部，最終電源的內(nèi)阻等于圖線的斜率絕對(duì)值減去保護(hù)電阻的阻值．以及會(huì)分析誤差的來(lái)源，通過(guò)圖象分析測(cè)量值和真實(shí)值的關(guān)系．