Question

3．在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．

（1）甲同学按图a中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是保护电路．由电压表读数U和电流表读数I，画出U-I图线如图b所示，可得电源的电动势E=2.8V，内电阻r=0.60Ω．（结果保留2位有效数字）
（2）乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图a中的虚线所示．由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示．乙同学分析了图象出现异常的原因后，认为由图c也可以达到实验目的，则由图c可得电源的电动势E=3.0V，内电阻r=0.50Ω．（结果保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）明确保护电阻的作用，能根据闭合电路欧姆定律分析求解电动势和内电阻；
（2）明确电路结构，知道滑动变阻左右两端并联接入电路，则根据串并联电路的规律和图象结合可求得电动势和内电阻．

解答 解：（1）定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据U=E-Ir可知，图象与纵轴的交点表示电动势，故E=2.8V；
图象的斜率表示内电阻，故r=$\frac{2.8-1.6}{2.0}$=0.60Ω；
（2）由乙同学的电路接法可知，R₁左右两部分并联后与R₂串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图象，则由图象可知，当电压为2.5V时，电流为0.5A，此时两部分电阻相等，则总电流为I₁=1A；而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.4V时，干路电流为I₂=0.33+0.87=1.2A；
则根据闭合电路欧姆定律可得：
2.5=E-r
2.4=E-1.2r
解得：E=3.0；r=0.50；
故答案为：（1）保护电路    2.8  0.60
（2）3.0；0.50

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要求能明确实验原理，知道实验中电路结构的分析和闭合电路欧姆定律的应用，同时能结合图象进行分析求解．