Question

18．用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所給的器材有：
A．電壓表V：0～3～15V；            
B．電流表A：0～0.6～3A；
C．滑動(dòng)變阻器R₁：（總阻值20Ω）；   
D．滑動(dòng)變阻器R₂：（總阻值100Ω）；
E．電鍵S和導(dǎo)線若干

（1）電壓表量程選用0～3V；滑動(dòng)變阻器選用R₁（填R₁或R₂）；
（2）在U-I圖中已畫出七組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)這些點(diǎn)做出U-I圖線并由圖線求出：E=1.46V，r=0.72Ω；
（3）在圖中將電壓表連入實(shí)驗(yàn)電路中；
（4）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果你連接的實(shí)物電路出現(xiàn)了如下問(wèn)題：當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒(méi)有示數(shù)．如果在實(shí)驗(yàn)前儀器都檢查過(guò)沒(méi)有問(wèn)題，只可能是與儀器連接的導(dǎo)線斷了．請(qǐng)你判斷一下，可能發(fā)生斷路故障的導(dǎo)線是③或④斷路（寫出可能發(fā)生斷路故障的導(dǎo)線的編號(hào)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表量程，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選最大阻值減小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出電源U-I圖象，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．
（3）根據(jù)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理連接實(shí)物電路圖．
（4）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．

解答 解：（1）一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，電壓表量程選用0～3V量程；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器選用R₁．
（2）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出電源U-I圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)：E=1.46V，電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.46-1.00}{0.64}$≈0.72Ω；
（3）伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，由于電源內(nèi)阻較小，相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)物電路圖如圖所示：

（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路存在斷路，且電壓表與電源兩極相連，如果在實(shí)驗(yàn)前儀器都檢查過(guò)沒(méi)有問(wèn)題，只可能是與儀器連接的導(dǎo)線斷了，由圖示電路圖可知，發(fā)生斷路故障的導(dǎo)線可能是③或④斷路；
故答案為：（1）0-3V；R₁；（2）如圖所示；（3）如圖所示；1.46；0.72；（4）③或④斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻、連接實(shí)物電路圖、電路故障分析，掌握實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的關(guān)鍵，電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻．