Question

某同学用电流表和电压表测一节蓄电池的电动势和内阻．由于蓄电池的  内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R₀，实验电路如图所示．
除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程0.6A）
B．电流表（量程3A），
C．电压表（量程3V）
D．电压表（量程l5V）
E．定值电阻（阻值lΩ、额定功率5W）
F．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
G．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω、额定电流1A）
（1）电流表应选择

 

；电压表应选择

 

；滑动变阻器应选择

 

．（填相应代号）
（2）连好电路后，当该同学闭合开关，发现电流表示数为0，电压表示数不为0．检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同．由此可推断故障是

 

．
（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，共测得了5组电流、电压的数据，如表：

电流表读数I/A	0.18	0.26	0.34	0.44	0.52
电压表读数U/V	1.77	1.66	1.56	1.43	1.32

请根据数据作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图象，根据图象得出蓄电池的电动势E=

 

V，内阻r=

 

Ω．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）根据电压表与电流表的测量值选择电压表与电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下，应选最大阻值减小的滑动变阻器．
（2）常见的电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象判断电路故障原因．
（3）应用描点法作图；根据作出的电源U-I图象求出电源电动势与内阻．电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电动势的测量值，图象斜率是电源内阻测量值．

解答：解：（1）由表中实验数据可知，电压最大值为1.77V，则电压表选C，电流最大值为0.52A，则电流表应选A，为方便实验操作，滑动变阻器应选F．
（2）电路不存在短路，则电路故障为断路；用电压表测接a、b，
b、c，d、e时，示数均为0，说明a、b，b、c，d、e间不存在断路，把两表笔接c、d时，电压表有示数，说明此时电压表与电源两极相连，c、d之外电路不存在断路，则断路位置在c、d之间，即R断路．
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出蓄电池的U-I图象，图象如图所示；由图象可知，图象与纵轴的交点坐标为2.00，
则蓄电池电动势E=2.0V，图象斜率r=

△U

△I

=

2.00-1.30

0.54

≈1.30，
蓄电池内阻r=k-R₀=1.30Ω-1Ω=0.30Ω；
故答案为：（1）A；C；F；（2）R断路；（3）图象如图所示；2.0；0.30．

点评：本题考查了实验器材的选择、电路故障分析、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要掌握实验器材的选取原则；应用图象法处理实验数据是常用的方法，要掌握描点法作图的方法；应用图象求出电压内阻时，要注意图象纵坐标轴的起点数值，否则容易出错．