Question

13．甲同學采用如圖甲所示的電路測定電源的電動勢和內電阻．提供的器材：電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）及滑動變阻器R、電鍵S、導線．實驗電路如圖甲所示．

（1）連好電路后，當該同學閉合電鍵S，發(fā)現電流表示數為0，電壓表示數不為0．檢查各接線柱均未接錯，接觸良好，且電路未發(fā)生短路；他用多用電表的電壓檔檢查電路，把兩表筆分別接bc和、de時，示數均為0，把兩表筆接cd 時，示數與電壓表示數相同，由此可推斷故障是：滑動變阻器斷路．
（2）排除故障后，該同學順利完成實驗數據的測量，如下表所示．并根據數據在空白的坐標紙上，作出圖所示的U-I圖線，該圖存在多處不妥之處，請指出．（指出兩處不妥之處）．
①U的坐標選擇不當；②U、I的坐標上沒有標明單位
（或沒有把不在直線上的點均勻分布直線兩側）．

I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
U/V	2.93	2.88	2.82	2.78[	2.73	2.68

（3）該同學根據上表數據可測出電源的電動勢E=2.98V，內電阻r=0.05Ω
（4）為了在實驗中保護電流表和調節(jié)電阻時電壓表、電流表的示數變化均明顯，乙同學對甲同學的實驗進行改進，設計了如圖丙所示的電路，丙電路中電阻R₀應該選取下列備選電阻的哪一個？B．
A．1Ω     B．5Ω    C．10Ω    D．20Ω

Answer 1

分析 1、用電壓表測電路時，若示數為零，則說明所接部分沒有斷路；若有示數則說明所接部分內出現了斷路；
2、U軸坐標起點的選取從0開始使得圖象分布在一個很小的區(qū)域內，該同學建立坐標時沒有標明所用單位也是不妥．
3、根據閉合電路歐姆定律列出等式求解．
（4）明確定值電阻的作用，由歐姆定律可明確應選用的電阻．

解答 解：（1）發(fā)現電流表示數為0，電壓表示數不為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，示數均為0，把兩表筆接c、d時，示數與電壓表示數相同，知滑動變阻器R斷路．
（2）由乙圖可知，圖線幾乎分布在一個很小的區(qū)域內，原因是電壓U的取值范圍在2.70～3.00V之間，而U軸坐標起點的選取從0開始顯然不妥；此外該同學建立坐標時沒有標明所用單位也是不妥；還有畫圖線時應盡量使更多的點落在直線上，不在直線的點應盡量對稱分布在直線的兩側，偏離直線太遠的點應去掉，該同學作圖時沒有將不在直線上的點均勻分布在直線兩側也是不妥之處．
（3）根據閉合電路歐姆定律可知，圖象與縱坐標的交點表示電源的電動勢，圖象的斜率表示內阻；則可知：E=2.98V；
內阻r=$\frac{2.98-2.68}{0.6}$=0.5Ω；
（4）保護電阻應讓電路中電流不超過電源的短路電流，同時保護電阻不能太大，太大則示數變化不明顯；故R₀應大約為$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω，所以B選項正確；
故選：B．
故答案為：（1）滑動變阻器R斷路
（2）①U軸坐標起點選取不當；②U、I軸沒有標記用何單位（或沒有把不在直線上的點均勻分布直線兩側）．
（3）2.98；0.05  
 （4）B

點評 本題考查測定電動勢和內電阻的圖象和數據處理，要明確該實驗的原理和步驟．注意分析實驗中出現的問題和故障情況．