Question

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R₀，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）连好电路后，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Jl颐．N完成实验，测得下列四组数据：

U/V	1.20	1.00	0.80	0.60
I/A	0.10	0.17	0.23	0.30

根据数据在坐标图（图丙）上画出U-I图线，并回答该电池电动势E=

 

．
（4）实验所得的电池电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比较E偏

 

，r偏

 

（填“大”或“小”）．

Answer 1

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．
（4作出U-I图线的测量图线和真实图线，比较电动势和内阻的测量值和真实值的大小．

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）发现电流表示数为0，电压表示数不为0，电流表或R处断路，用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，知R断路．
（3）U-I图线是一条倾斜的直线，描点作图如下图．

纵轴截距为1.6，所以电动势E=1.60V．
（4）将保护电阻等效到电源的内部，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小，
作出U-I图线的测量图线和实际图线，虚线表示实际图，从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值．
故答案为：（1）R断路  （2）实物图连接如图  （3）1.6V （4）小，小

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R₀．在实验可以将R₀等效为内电阻的一部分．