Question

19．在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢E（約3V）和內(nèi)電阻r”的實(shí)驗(yàn)時，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R₀（阻值為3Ω），滑動變阻器R（阻值約30Ω）．

（1）小紅按如圖甲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)她閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(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，因此她拿來多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．?dāng)嚅_電源開關(guān)S；
b．將多用表選擇開關(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)如圖乙所示，則所測阻值為2200Ω，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電流表  （填元件名稱）
（2）她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路中定值電阻R₀的作用是（說出一條理由即可）保護(hù)電源．
（3）請根據(jù)電路圖把實(shí)物圖丙沒完成的連線連接好．
（4）在更換規(guī)格相同的元件后，她改變滑動變阻器的阻值，測出了6組對應(yīng)的數(shù)據(jù)并在圖象上描點(diǎn)如圖所示，請?jiān)趫D丁中繼續(xù)完成圖象；并根據(jù)圖象可得該電池的電動勢E=3.00 V，電池內(nèi)阻r=0.57Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）．

Answer 1

分析 根據(jù)多用電表的讀數(shù)方法可得出對應(yīng)的讀數(shù)；明確定值電阻在電路中的作用；根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實(shí)物圖；根據(jù)描點(diǎn)作圖的方法得出對應(yīng)U-I圖象，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對應(yīng)的電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）將多用表選擇開關(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)如圖丙所示，則所測阻值為2200Ω，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，說明多用電表仍然測量的是電壓表的內(nèi)阻，也就說明了電流表處發(fā)生了斷路，由以上操作可判斷發(fā)生斷路故障的元件是電流表．
（2）她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路中定值電阻R₀的作用是保護(hù)電阻；增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時兩電表示數(shù)變化明顯
（3）根據(jù)實(shí)物圖可得出對應(yīng)的原理圖；
（4）
根據(jù)U-I圖象得：當(dāng)電流I=0時，U=3.00V，所以電池的電動勢E=3.00V，
通過U-I圖象求出該直線的斜率為k=$\frac{3-1.5}{0.42}$=3.57Ω，也就是r+R₀=3.57Ω，
所以電池內(nèi)阻r=0.57Ω．
故答案為：（1）2200； 電流表；（2）保護(hù)電源；（3）如圖所示；（4）3.00；0.57．

點(diǎn)評 本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在解題時應(yīng)注意明確實(shí)驗(yàn)的原理；并且要由實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合閉合電路歐姆定律得出表達(dá)式，由圖象得出電動勢和內(nèi)電阻．