题目内容

某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,串联了一只2Ω的保护电阻R,实验电路如图(甲)所示,请回答下列问题:

(1)按电路原理图(甲)连接实物电路图(乙).
(2)接好电路后,该同学开始实验,闭合电键S后,他发现电流表的示数为零,电压表的示数不为零,他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b和b、c及d、e时,示数均为零,把两表笔接c、d时,其示数与电压表示数相同,检查各接线柱均未接错,且接触良好,各接线之间也未发生短路,由此可推断故障原因应是______.
(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测得下列五组数据:
U(V)1.401.301.201.101.00
 I(A)0.040.070.120.170.20
根据数据在坐标图上画出U-I图,并求出该电池电动势E=______V,r=______Ω.
【答案】分析:(1)由电路图可知电路结构,根据电路图连接实物图,注意电压表正负接线柱不要接反;
(2)开关闭合时,电流表无示数,说明电路开路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱到电源正负极的电路是连通的,则可得出发生故障的位置;
(3)由表格中数据采用描点法,得出各点的坐标,由直线将各点连接,由图象的纵坐标的截距可求得电源的电动势;由图象的横坐标的交点可求得路端电压为0.9V时的电流,由闭合电路欧姆定律可求得电源的内阻.
解答:解;(1)由电路图,按顺序先将串联部分连在电源两端,再把电压表并联在滑动变阻器及电流表两端,如图
(2)电流表没有示数,说明电路中一定存在开路;而两表笔分别接a、b和b、c及d、e时,示数均为零,说明电路仍没有连通;
而把两表笔接c、d时,其示数与电压表示数相同,说明c、d间应出现了断路;
故答案为:c、d之间滑动变阻器断路
(3)通过描点连线可得图象如上图;
由图可知,电动势E=1.50V,
电压为0.9V时,电流为0.24;
由闭合电路欧姆定律可知:E=U+I(r+R)
r=-2=0.5Ω
故答案为:(1)如图;(2)c、d间应出现了断路;(3)如图;1.50;0.5.
点评:本题要注意电压表的接入位置不是直接并联在电源两端,而是把定值电阻也包括在其中,故由闭合电路欧姆定律求出的内阻值包括了R.在实验可以将R等效为内电阻的一部分.
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