(2011?吉林模擬)利用如圖所示的電路測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻,提供的器材有:
待測干電池兩節(jié),每節(jié)干電池的電動勢均約為 1.5V,內(nèi)阻均約為0.2Ω
直流電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻很大)
直流電流表A(量程0~0.6~3A,內(nèi)阻忽略不計)
定值電阻R0=4Ω;滑動變阻器RP(阻值范圍0~20Ω,
允許最大電流2A)開關(guān)一個,導(dǎo)線若干
(1)請根據(jù)實驗原理圖1,把右邊的實物圖2連接完整(電流表量程必須選擇正確)
(2)某同學(xué)利用該電路完成實驗時,閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器的滑片,電流表A保持一定的示數(shù)不變,電壓表的示數(shù)維持在2.4V左右.由此可判斷故障應(yīng)是
C
C
(填選項前的字母)
A.電流表A燒毀斷路   B.定值電阻R0斷路    C.滑動變阻器RP滑片與電阻線之間斷開      D.滑動變阻器的電阻線斷開
(3)故障排除后進行實驗,記錄了幾組電壓表和電流表的示數(shù)如下表:利用表格中的數(shù)據(jù)描點如圖,請將各點繪圖.
(4)請進一步根據(jù)描出的圖得出兩節(jié)干電池總的電動勢值為
2.90
2.90
V,干電池的總內(nèi)阻為
0.6
0.6
Ω.
U/V 2.40 2.00 1.80 1.60 1.40 1.10 0.90 0.60
I/A 0.12 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
分析:(1)由題,兩節(jié)干電池的電動勢約3V,則電壓表量程選0-3V.電路中最大電流約Imax=
E
R0
=
3
4
A=0.75A
,則電流表的量程選0-0.6A即可.為按開關(guān)閉合后電流的流向順序依次連接電路.
(2)據(jù)題,無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器的滑片,電流表A保持一定的示數(shù)不變,電壓表的示數(shù)維持在2.4V左右,說明電路中的電阻一定,即可知滑動變阻器RP滑片與電阻線之間斷開.
(3)經(jīng)觀察看出,圖上這些點大約在一條直線上,用直線將它們連接起來,連接時,直線通過的點要盡可能多,不在直線的點關(guān)于直線兩側(cè)分布要均勻.根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,U-I圖象的縱軸截距等于電源的電動勢,斜率大小等于電源的內(nèi)阻與定值電阻之和,由幾何知識求出電動勢和內(nèi)阻.
解答:解:(1)首先選擇電表的量程:兩節(jié)干電池的電動勢約3V,則電壓表量程選0-3V.估算電路中最大電流:Imax=
E
R0
=
3
4
A=0.75A
,則電流表的量程選0-0.6A即可.連接電路如圖.
(2)A、若電流表A燒毀斷路,電流表將沒有示數(shù),與題不符.故A錯誤.
B、若定值電阻R0斷路,兩電表都沒有示數(shù),與題不符.故B錯誤.
C、若滑動變阻器RP滑片與電阻線之間斷開,變阻器的總電阻接入電路,電路中的電阻不變,兩電表的示數(shù)保持不變,符合題意.故C正確.
D、滑動變阻器的電阻線斷開,兩電表都沒有示數(shù),與題不符.故D錯誤.
故選C
(3)經(jīng)觀察看出,圖上這些點大約在一條直線上,用直線將它們連接起來,如圖3所示.
(4)由閉合電路歐姆定律U=E-I(R0+r)得,U-I圖象的縱軸截距b等于電源的電動勢,斜率大小k等于電源的內(nèi)阻與定值電阻之和,由數(shù)學(xué)知識得
   b=2.90V,則電源的電動勢E=b=2.90V.k=
2.9-0.35
0.56
≈4.6,則r=k-R0=4.6-4=0.6(Ω)
故答案為:
(1)電路連接(3分)
(2)C.(3分)
(3)(3分)
(4)2.90-3.00  0.6
點評:本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻實驗的數(shù)據(jù)的處理,要求能正確分析故障的原因,并能用圖象法求出電動勢和內(nèi)電阻.
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