关于做“测电源电动势和内电阻”的实验
(1)有同学按图(a)电路进行连接,他用到的6根导线是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf ,由于其中混进了一根内部断开的导线,所以当他按下开关后,发现两个电表的指针均不偏转,他用多用表的电压档测量bc′ 间的电压,读数约为1.5V(已知电池电动势约为1.5V),根据上述现象可推得,这6根导线中可能哪几根内部是断开的?答:_____________(写导线编号)。为了确定哪一根导线的内部是断开的,他至少还要用多用表的电压档再测量几次?答:______次
(2)排除故障后,该同学通过改变滑动变阻的电阻,测得了6组U、I的数据,根据第1、2、3、4、5和6组的数据,他在U-I图上标出了这些数据点,并且按照这些数据点的分布绘制了相应的U-I图线[如图(b)所示],由这一图线,可求得电源的电动势E为________V,内电阻r为________Ω。如果他不利用这一图线,而是利用任意两组U、I数据,那么当他选择哪二组数据时求出的E、r值误差最大?答:________________(写数据组编号) 。
(1)bb′、cc′(2分,错选、漏选均不得分);1(2分)
(2)1.45(或1.46、1.44)(2分);0.5(或0.51、0.49)(2分);2、3(2分)
分析:电路故障问题涉及到欧姆定律、闭合电路欧姆定律及电路的串并联知识,一般是先用电压表从电源两端开始,再逐级往下测量,最后找出故障.
解答:解:(1)、根据欧姆定律及电压就是电势之差原理可知,电压表在b、c间示数等于电动势,说明b、c间不含源电路间断路,及bb′、cc′间可能断路,因此,至少再测量一次才能确准到底是哪段断路.
故答案为及bb′、cc′,1
(2)、根据闭合电路欧姆定律知,U-I图象的纵轴截距是电动势,斜率的绝对值是电源内电阻,可得:E=1.45V(或1.46、1.44);r==0.5Ω(或0.51、0.49);,如果不通过图象而只取两点显然2、3两组误差最大.
故答案为:1.45(或1.46、1.44),0.5(或0.51、0.49),2、3.
点评:电路故障常见的有短路和断路两种情况,实际是断路情况多,判定时一般先用电压表测电压,先判断电源是否完好,再判断其它电路;根据U-I图象求内电阻时特别注意“斜率”的含义,既不要用纵轴截距除以横轴截距算做内电阻.