Question

7．利用如圖所示的電路測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，提供的器材有：待測(cè)干電池兩節(jié)；直流電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻很大）；直流電流表A（量程0～0.6～3A，內(nèi)阻忽略不計(jì)）；定值電阻R₀=4Ω；滑動(dòng)變阻器R_P（阻值范圍0～20Ω，允許最大電流2A）；開關(guān)一個(gè)；導(dǎo)線若干．

①請(qǐng)根據(jù)實(shí)物圖（圖1）連接圖，在如圖2的矩形框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖．
②某同學(xué)利用該電路完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合電鍵后，發(fā)覡無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器的滑片，電流表A保持一定的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)維持在2.4V左右．由此可判斷故障應(yīng)是C．（填選項(xiàng)前的字母）
A．電流表A燒毀斷路
B．定值電阻R₀斷路
C．滑動(dòng)變阻器R_P滑片與電阻線之間斷開
D．滑動(dòng)變阻器的電阻線斷開
③故障排除后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄了幾組電壓表和電流表的示數(shù)如表：利用表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)如圖3，請(qǐng)繼續(xù)繪圖完成作圖數(shù)據(jù)處理．

U/V	2.40	2.00	1.80	1.60	1.40	1.10	0.90	0.60
I/A	0.12	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.50

④請(qǐng)進(jìn)一步根據(jù)描出的圖得出兩節(jié)干電池總的電動(dòng)勢(shì)值為2.90V（保留三位有效數(shù)字），干電池的總內(nèi)阻為0.68Ω（保留二位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖．
②對(duì)于故障分析，采用逐項(xiàng)代入法進(jìn)行分析檢驗(yàn)，選擇符合題意的選項(xiàng)．
③應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
④根據(jù)閉合電路歐姆定律分析圖線的截距和斜率的物理意義，即可求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．

解答 解：①根據(jù)圖示實(shí)物電路圖作出實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
②A、若電流表A燒毀斷路，電流表將沒有示數(shù)，與題不符．故A錯(cuò)誤．
B、若定值電阻R₀斷路，兩電表都沒有示數(shù)，與題不符．故B錯(cuò)誤．
C、若滑動(dòng)變阻器R_P滑片與電阻線之間斷開，變阻器的總電阻接入電路，電路中的電阻不變，兩電表的示數(shù)保持不變，符合題意．故C正確．
D、滑動(dòng)變阻器的電阻線斷開，兩電表都沒有示數(shù)，與題不符．故D錯(cuò)誤．
故選C
③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示．
④由閉合電路歐姆定律U=E-I（R₀+r）得，U-I圖象的縱軸截距b等于電源的電動(dòng)勢(shì)，
斜率大小k等于電源的內(nèi)阻與定值電阻之和，由數(shù)學(xué)知識(shí)得：b=2.90V，則電源的電動(dòng)勢(shì)E=b=2.90V．
k=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.9}{0.62}$≈4.68，則r=k-R₀=4.68-4=0.68Ω．

故答案為：①電路圖如圖所示；②C；③如圖所示；④2.90（或3.00）0.68（0.65-0.75均正確）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)的處理，要求能正確分析故障的原因，并能用圖象法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．