Question

在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢E（約3V）和內(nèi)電阻r”的實驗時，部分器材參數(shù)如下：電壓表（量程3V）、電流表（量程0.6A）、定值電阻R₀（阻值為3Ω）、滑動變阻器R（阻值約30Ω）．
（1）小玲同學(xué)設(shè)計的實驗電路如圖甲所示．請你按電路圖在圖乙上完成實物連接．
（2）電路連接正確的情況下，當(dāng)她閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)．反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，電壓表也完好，估計是某一元件斷路，因此她用多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．選用多用表直流5V檔，在開關(guān)閉合的情況下測量各元件兩端的電壓
b．測得結(jié)果是電流表兩端有明顯的電壓值，而滑動變阻器兩端電壓為零
由以上操作可判斷發(fā)生斷路故障的元件是

 

 （填元件名稱）
（3）在更換規(guī)格相同的元件后，她改變滑動變阻器的阻值，測出了6組對應(yīng)的數(shù)據(jù)并在圖象上描點如圖所示，請繼續(xù)完成圖象；根據(jù)圖象可得該電池的電動勢E=

 

 V，電池內(nèi)阻r=

 

Ω（均保留三位有效數(shù)字）．
（4）她設(shè)計的實驗電路中定值電阻R₀的作用是

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)電路圖在圖乙上完成實物連接．
當(dāng)她閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)．則說明所接部分出現(xiàn)了斷路；
定值電阻R₀的作用是增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時兩電表示數(shù)變化明顯或保護電源． 
圖象與縱坐標(biāo)的交點為電源的電動勢；圖象的斜率表示電源內(nèi)阻與R₀的總電阻．

解答：解：（1）根據(jù)電路圖在圖乙上完成實物連接．

（2）當(dāng)她閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)．則說明所接部分出現(xiàn)了斷路；
測得結(jié)果是電流表兩端有明顯的電壓值，而滑動變阻器兩端電壓為零，所以發(fā)生斷路故障的元件是電流表．
（3）作出U-I圖象：

根據(jù)U-I圖象得：當(dāng)電流I=0時，U=3.00V，所以電池的電動勢E=3.00V，
通過U-I圖象求出該直線的斜率k=

△U

△I

=3.60，也就是r+R₀=3.60Ω，
所以電池內(nèi)阻：r=0.600Ω．
（4）她設(shè)計的實驗電路中定值電阻R₀的作用是增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時兩電表示數(shù)變化明顯或保護電源．
故答案為：（1）如圖
（2）電流表
（3）如圖，3.00，0.600
（4）增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時兩電表示數(shù)變化明顯或保護電源．

點評：本題要注意電流表及電壓表的接法，此種接法下，應(yīng)將電流表等效為電源的內(nèi)電阻進(jìn)行處理．計算過程中要注意有效數(shù)字的保留．
實物連接時要注意電源的正負(fù)極和滑動變阻器的連接．