Question

18．用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
A．电压表V：0～3～15V；            
B．电流表A：0～0.6～3A；
C．滑动变阻器R₁：（总阻值20Ω）；   
D．滑动变阻器R₂：（总阻值100Ω）；
E．电键S和导线若干

（1）电压表量程选用0～3V；滑动变阻器选用R₁（填R₁或R₂）；
（2）在U-I图中已画出七组实验数据所对应的坐标点，请根据这些点做出U-I图线并由图线求出：E=1.46V，r=0.72Ω；
（3）在图中将电压表连入实验电路中；
（4）在实验时，如果你连接的实物电路出现了如下问题：当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数．如果在实验前仪器都检查过没有问题，只可能是与仪器连接的导线断了．请你判断一下，可能发生断路故障的导线是③或④断路（写出可能发生断路故障的导线的编号）

Answer 1

分析 （1）根据电源电动势选择电压表量程，为方便实验操作应选最大阻值减小的滑动变阻器．
（2）根据坐标系内描出的点作出电源U-I图象，然后根据图象求出电源电动势与内阻．
（3）根据测电源电动势与内阻的实验原理连接实物电路图．
（4）根据电路故障现象分析电路故障原因．

解答 解：（1）一节干电池的电动势为1.5V，电压表量程选用0～3V量程；为方便实验操作，滑动变阻器选用R₁．
（2）根据坐标系内描出的点作出电源U-I图象如图所示：

由图示图象可知，电源电动势：E=1.46V，电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.46-1.00}{0.64}$≈0.72Ω；
（3）伏安法测电源电动势与内阻实验，由于电源内阻较小，相对于电源来说，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示：

（4）当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，说明电路存在断路，且电压表与电源两极相连，如果在实验前仪器都检查过没有问题，只可能是与仪器连接的导线断了，由图示电路图可知，发生断路故障的导线可能是③或④断路；
故答案为：（1）0-3V；R₁；（2）如图所示；（3）如图所示；1.46；0.72；（4）③或④断路．

点评 本题考查了实验器材的选择、求电源电动势与内阻、连接实物电路图、电路故障分析，掌握实验原理是正确解题的关键，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．