题目内容

10.在一次实验技能比赛中,一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻.该同学选好器材后,用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图),其中R0是保护电阻.

(1)该同学在闭合电键后,发现电压表无示数,电流表有示数,在选用器材时,除了导线外,其他器材经检测都是完好的,则出现故障的原因是dj导线断路(如填“ab”或“cd”等).
(2)电路正常时,该同学测量记录了6组数据,并根据这些数据画出了U-I图线如图丙所示.
根据图线求出电源的电动势E=1.48V,内阻r=0.50Q.(结果均保留小数点后二位)
(3)若保护电阻R0的阻值未知,该电源的电动势E、内电阻r已经测出,在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值.该条导线是dj(如填“ab”或“cd”等),需改接为导线je(如填“ab”或“cd”等).改接好后,调节滑动变阻器,读出电压表的示数为U、电流表示数为I,电源的电动势用E表示,内电阻用r表示,则R0=$\frac{E-U}{I}-r$.

分析 (1)常见的电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;
(2)电源的U-I图象与纵轴的交点的纵坐标值是电源电动势,图象斜率的绝对值是电源内阻;
(3)把定值电阻与电源组成等效电源,求出等效电阻,然后求出定值电阻阻值.

解答 解:(1)闭合电键后,电流表有示数,说明电路不存在断路,电压表没有示数,是由导线dj断路造成的;
(2)由图丙所示,电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值为1.48,则电源电动势E=1.48V,
电源内阻r=$\frac{△U}{△I}=\frac{1.48-1.20}{0.56}$=0.50Ω.
(3)将导线jd改接为je,此时电源与定值电阻组成等效电源,在闭合电路中,电源电动势:E=U+I(R0+r),
解得:定值电阻R0=$\frac{E-U}{I}-r$.
故答案为:(1)dj;(2)1.48;0.50;(2)dj;je;$\frac{E-U}{I}-r$

点评 应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,要掌握应用图象法处理实验数据的方法,会根据图象求电源电动势与内阻;会分析测电源电动势与内阻实验的故障问题.

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