Question

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)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）按電路原理圖甲連接實(shí)物電路圖乙．
（2）連好電路后，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．
（3）排除故障后，該同學(xué)Jl頤．N完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)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(dòng)勢(shì)E=

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)所得的電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的測(cè)量值與真實(shí)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(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(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路開路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)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(shì)；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．
（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�。�

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）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．
（3）U-I圖線是一條傾斜的直線，描點(diǎn)作圖如下圖．

縱軸截距為1.6，所以電動(dòng)勢(shì)E=1.60V．
（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，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）實(shí)物圖連接如圖  （3）1.6V （4）小，小

點(diǎn)評(píng)：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．