Question

某同学在用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r的实验中，串联了一只1.0Ω的保护电阻R，实验电路和实验器材如图1所示，请回答下列问题：
（1）所用电流表有0.6A、3A两上量程，电压表有3V、15V两个量程，按电路原理图选取适当的量程，用笔（最好的铅笔）画线将图中的实物连成所需电路；
（2）连好电路后，该同学开始实验，闭合开关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正确操作、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）排队故障后，该同学顺利完成实验，测得下列六组数据，试根据这些数据在图2中描点作出U-I图线；

组别	1	2	3	4	5	6
电流I/A	0.12	0.20	0.31	0.32	0.50	0.57
电压U/V	1.37	1.32	1.24	1.18	1.10	1.05

（4）根据图线求出电池的电动势E=______V，电池的内电阻r=______Ω．
（5）若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用数据公式E=U+Ir列方程求E和r，这样做得出的结果误差或能很大，其中选用第______组和第______组的数据，求得的E和r误差最大．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据原理图，将实物图中各元件依次连接即可，注意正负接线柱的接法；
（2）根据题目中给出的现象，利用电压表及电流表的使用方法可以得出故障原因；
（3）由表中数据利用描点法作出U-I图象；
（4）图象与纵坐标的交点表示电源的电动势；图象的斜率表示电源的内阻；
（5）根据图象可以看出，若测量点离图象越远，则误差较大．
解答：解：（1）由原理图可知，电路为简单的串联电路，将各元件依次连接，将电压表并联在电源及开关两端，答案如图所示；

（2）电流表示数为零，说明电路中有断路现象；用电压表进行断路故障检测时，若所接部分有示数且与电源电压相等，则说明该部分发生断路；则由题意可判断时滑动变阻器（或R）断路
（3）采用描点法作出图线如图所示，注意描点，且应将线与两轴相交；
（4）图象与纵轴的交点为电源的电动势；故电动势约为：E=1.45V；
而图象的斜率表示电源的内阻，则r=≈0.72Ω；
（5）若点偏离图象太多，说明数据出现了误差，由图可知，出现误差的应为3，4两组；
故答案为：（1）如上图；（2）R断路；（3）如上图；（4）1.45，0.72；（5）3，4．
点评：在测量电源的电动势和内电阻的实验中，要注意实验数据的处理应正确应用图象法．