Question

13．甲同學(xué)采用如圖甲所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻．提供的器材：電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）及滑動變阻器R、電鍵S、導(dǎo)線．實驗電路如圖甲所示．

（1）連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵S，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0．檢查各接線柱均未接錯，接觸良好，且電路未發(fā)生短路；他用多用電表的電壓檔檢查電路，把兩表筆分別接bc和、de時，示數(shù)均為0，把兩表筆接cd 時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是：滑動變阻器斷路．
（2）排除故障后，該同學(xué)順利完成實驗數(shù)據(jù)的測量，如下表所示．并根據(jù)數(shù)據(jù)在空白的坐標(biāo)紙上，作出圖所示的U-I圖線，該圖存在多處不妥之處，請指出．（指出兩處不妥之處）．
①U的坐標(biāo)選擇不當(dāng)；②U、I的坐標(biāo)上沒有標(biāo)明單位
（或沒有把不在直線上的點均勻分布直線兩側(cè)）．

I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
U/V	2.93	2.88	2.82	2.78[	2.73	2.68

（3）該同學(xué)根據(jù)上表數(shù)據(jù)可測出電源的電動勢E=2.98V，內(nèi)電阻r=0.05Ω
（4）為了在實驗中保護(hù)電流表和調(diào)節(jié)電阻時電壓表、電流表的示數(shù)變化均明顯，乙同學(xué)對甲同學(xué)的實驗進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了如圖丙所示的電路，丙電路中電阻R₀應(yīng)該選取下列備選電阻的哪一個？B．
A．1Ω     B．5Ω    C．10Ω    D．20Ω

Answer 1

分析 1、用電壓表測電路時，若示數(shù)為零，則說明所接部分沒有斷路；若有示數(shù)則說明所接部分內(nèi)出現(xiàn)了斷路；
2、U軸坐標(biāo)起點的選取從0開始使得圖象分布在一個很小的區(qū)域內(nèi)，該同學(xué)建立坐標(biāo)時沒有標(biāo)明所用單位也是不妥．
3、根據(jù)閉合電路歐姆定律列出等式求解．
（4）明確定值電阻的作用，由歐姆定律可明確應(yīng)選用的電阻．

解答 解：（1）發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0，電流表或R處斷路，用多用電表的電壓檔檢查電路，把兩表筆分別接a、b，b、c，d、e時，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，知滑動變阻器R斷路．
（2）由乙圖可知，圖線幾乎分布在一個很小的區(qū)域內(nèi)，原因是電壓U的取值范圍在2.70～3.00V之間，而U軸坐標(biāo)起點的選取從0開始顯然不妥；此外該同學(xué)建立坐標(biāo)時沒有標(biāo)明所用單位也是不妥；還有畫圖線時應(yīng)盡量使更多的點落在直線上，不在直線的點應(yīng)盡量對稱分布在直線的兩側(cè)，偏離直線太遠(yuǎn)的點應(yīng)去掉，該同學(xué)作圖時沒有將不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)也是不妥之處．
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點表示電源的電動勢，圖象的斜率表示內(nèi)阻；則可知：E=2.98V；
內(nèi)阻r=$\frac{2.98-2.68}{0.6}$=0.5Ω；
（4）保護(hù)電阻應(yīng)讓電路中電流不超過電源的短路電流，同時保護(hù)電阻不能太大，太大則示數(shù)變化不明顯；故R₀應(yīng)大約為$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω，所以B選項正確；
故選：B．
故答案為：（1）滑動變阻器R斷路
（2）①U軸坐標(biāo)起點選取不當(dāng)；②U、I軸沒有標(biāo)記用何單位（或沒有把不在直線上的點均勻分布直線兩側(cè)）．
（3）2.98；0.05  
 （4）B

點評 本題考查測定電動勢和內(nèi)電阻的圖象和數(shù)據(jù)處理，要明確該實驗的原理和步驟．注意分析實驗中出現(xiàn)的問題和故障情況．