Question

在做“用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E（約3V）和內(nèi)電阻r”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，部分器材參數(shù)如下：電壓表（量程3V），電流表（量程0.6A），定值電阻R（阻值為3Ω），滑動(dòng)變阻器R（阻值約30Ω）．
（1）小紅按如圖1所示的電路圖連接實(shí)物電路，在電路連接正確的情況下，當(dāng)她閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒(méi)有示數(shù)，反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，估計(jì)是某一元件斷路，因此她拿來(lái)多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．?dāng)嚅_(kāi)電源開(kāi)關(guān)S；
b．將多用表選擇開(kāi)關(guān)置于×1Ω檔，調(diào)零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數(shù)為30Ω
c．將多用表選擇開(kāi)關(guān)置于×100Ω檔，調(diào)零后，將紅黑表筆分別接電壓表兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖3所示，則所測(cè)阻值為_(kāi)_____Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發(fā)現(xiàn)指針位置幾乎不變．由以上操作可判斷發(fā)生斷路故障的元件是______  （填元件名稱(chēng)）
（2）她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路中定值電阻R的作用是（說(shuō)出一條理由即可）______．
（3）請(qǐng)根據(jù)電路圖把實(shí)物圖沒(méi)完成的連線(xiàn)連接好．
（4）在更換規(guī)格相同的元件后，她改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)出了6組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并在圖象上描點(diǎn)如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D4中繼續(xù)完成圖象；并根據(jù)圖象可得該電池的電動(dòng)勢(shì)E=______ V，電池內(nèi)阻r=______Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）．
（5）用此電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，產(chǎn)生誤差的原因是______；測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)E與真實(shí)值相比偏（選填“大”或“小”）______；

Answer 1

【答案】分析：由指針的指示讀出示數(shù)，再將示數(shù)與所選檔位相乘即為所測(cè)量的阻值；歐姆表測(cè)量時(shí)若指針不動(dòng)，則說(shuō)明所接部分出現(xiàn)了斷路；
定值電阻R的作用是增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯或保護(hù)電源． 
圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)；圖象的斜率表示電源內(nèi)阻與R的總電阻．
解答：解：（1））c由圖可知，指針示數(shù)為20，所選檔位為×100Ω檔，故讀數(shù)為2.2×10³Ω；
因電路已斷開(kāi)，歐姆表所測(cè)部分即為兩表筆所接中間部位，接電流表時(shí)指針不動(dòng)，即說(shuō)明此處電阻無(wú)窮大，電路斷開(kāi)；故發(fā)生斷路的是電流表．
（2）定值電阻R的作用是增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯或保護(hù)電源． 
（3）實(shí)物圖：

（4）

根據(jù)U-I圖象得：當(dāng)電流I=0時(shí)，U=3.00V，所以電池的電動(dòng)勢(shì)E=3.00V，
通過(guò)U-I圖象求出該直線(xiàn)的斜率為3.60，也就是r+R=3.60Ω，
所以電池內(nèi)阻r=0.60Ω．
（5）本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流，使電流測(cè)量值小于真實(shí)值，而電壓表示數(shù)是準(zhǔn)確的，當(dāng)電路短路時(shí)，電壓表的分流可以忽略不計(jì)，故短路電流為準(zhǔn)確的，則圖象應(yīng)以短流電流向左下移動(dòng)，故圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)減小，圖象的斜率減小，故電動(dòng)勢(shì)減小，
故答案為：（1）2.2×10³      電流表       
（2）增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯或保護(hù)電源．             
（3）實(shí)物電路聯(lián)接如圖所示．    
（4）3.00V，0.60Ω
（5）電壓表的分流作用，偏小
點(diǎn)評(píng)：本題要注意電流表及電壓表的接法，此種接法下，應(yīng)將電流表等效為電源的內(nèi)電阻進(jìn)行處理．計(jì)算過(guò)程中要注意有效數(shù)字的保留．
實(shí)物連接時(shí)要注意電源的正負(fù)極和滑動(dòng)變阻器的連接．