Question

在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时，部分器材参数如下：电压表(量程3 V)，电流表(量程0.6 A)，定值电阻R₀(阻值为3 Ω)，滑动变阻器R(阻值约30 Ω)．
⑴小红按如图所示的电路图连接实物电路，在电路连接正确的情况下，当她闭合开关时发现电压表有示数，电流表没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件断路，因此她拿来多用电表检查故障．她的操作如下：

a．断开电源开关S；
b．将多用表选择开关置于×1 Ω档，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30 Ω
c．将多用表选择开关置于×100 Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电压表两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为________ Ω，然后又将两表笔接电流表两端，发现指针位置几乎不变．由以上操作可判断发生断路故障的元件是_______  (填元件名称)

（2）请根据电路图把实物图没完成的连线连接好．
（3）在更换规格相同的元件后，她改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示，请在下图中继续完成图象；并根据图象可得该电池的电动势E＝________ V，电池内阻r＝________ Ω(小数点后保留两位数字)．
（4）用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是                                   ；测出的电动势E与真实值相比偏(选填“大”或“小”)         ；

Answer 1

⑴ 2.2×10³　    电流表　     ⑵实物电路联接如图所示。   

⑶E(3.00±0.05)　 r(0.57±0.05)      ⑷电压表的分流作用，偏小

解析试题分析：⑴欧姆表测电阻时，待测阻值等于指针对齐刻度值乘以倍率，所以由图知所测阻值为2.2×10³Ω，然后又将两表笔接电流表两端，发现指针位置几乎不变，说明多用电表仍然测量的是电压表的内阻，也就说明了电流表处发生了断路，由以上操作可判断发生断路故障的元件是电流表．
（3）根据U-I图象得：当电流I=0时，U=3.00V，所以电池的电动势E=3.0V，
通过U-I图象求出该直线的斜率为3.60，也就是r+R₀=3.60Ω，
所以电池内阻r=0.60Ω．
（4）本实验中由于电压表的分流，使电流测量值小于真实值，而电压表示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则图象应以短流电流向左下移动，故图象与纵坐标的交点减小，图象的斜率减小，故电动势减小。
考点：本题考查欧姆表的读数、电路故障的判断以及测电源电动势中电路的连接、误差分析等，意在考查学生的分析理解能力。