Question

19．某同學在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，為了便于測量，給電源串聯(lián)了一個2Ω的保護電阻R₀，實驗電路如圖1所示，

（1）連好電路后，當該同學閉合電鍵，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，且接觸良好；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b；b、c；d、e時，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是R斷路．
（2）按電路原理圖l及用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接c、d時的實物電路圖2以畫線代導線將沒連接的線連接起來．
（3）排除故障后，該同學順利完成實驗，測得下列數(shù)據(jù)且根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標圖3中描出對應的點，請畫出U-I圖；

I/A	0.10	0.17	0.23	0.30	0.40
U/A	1.20	1.00	0.80	0.60	0.55

由圖3求出：電池的電動勢為1.50V，內(nèi)阻為0.75Ω
（4）考慮電表本身電阻對測量結(jié)果的影響，造成本實驗的系統(tǒng)誤差的原因是電壓表內(nèi)阻分流，測出的電動勢與真實值相比會減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）通過排除法，從斷路和短路的角度推斷故障．
（2）根據(jù)電路圖連接實物圖．
（3）U-I圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻．
（4）將保護電阻等效到電源的內(nèi)部，電壓表測的是外電壓，電流表的讀數(shù)小于通過電源的電流，是因為電壓表起分流作用．作出U-I圖線的測量圖線和真實圖線，比較電動勢和內(nèi)阻的測量值和真實值的大�。�

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，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，知R斷路．
（2）實物連線圖如圖．
（3）U-I圖線是一條傾斜的直線，描點作圖如下圖．縱軸截距為1.5，所以電動勢E=1.50V．
圖線的斜率k=$\frac{1.5-0.4}{0.4}$=2.75，則內(nèi)阻r=2.75-2Ω=0.75Ω．
（4）電流表所測的電流小于通過電源的電流，因為電壓表內(nèi)阻有分流作用．
（5）將保護電阻等效到電源的內(nèi)部，電壓表測的電壓為外電壓，電流表所測的電流偏小，作出U-I圖線的測量圖線和實際圖線，虛線表示實際圖，從圖線可以看出，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值．
故答案為：（1）R斷路 （2）實物圖連接如圖 （3）1.50，0.75；（4）電壓表內(nèi)阻分流 小于．

點評 解決本題的關鍵會從U-I圖線獲取電源的電動勢和內(nèi)阻，注意將保護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值減去保護電阻的阻值．以及會分析誤差的來源，通過圖象分析測量值和真實值的關系．