Question

9．在做“用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E（約3V）和內(nèi)電阻r”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(dòng)變阻器R（阻值約30Ω）．

（1）小玲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，請(qǐng)你按電路圖在圖乙上完成實(shí)物連接．
（2）電路連接正確的情況下，當(dāng)她閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒(méi)有示數(shù)．反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，估計(jì)是某一元件斷路，因此她拿來(lái)多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．?dāng)嚅_(kāi)電源開(kāi)關(guān)S；
b．將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于×1Ω擋，調(diào)零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數(shù)為30Ω；
c．將多用表選擇開(kāi)關(guān)置于×100Ω擋，調(diào)零后，將紅黑表筆分別接電壓表兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖丙所示，則所測(cè)阻值為3.0×10³Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發(fā)現(xiàn)指針位置幾乎不變．
由以上操作可判斷發(fā)生斷路故障的元件是電流表（填元件名稱）．她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路中定值電阻R₀的作用是保護(hù)電阻；增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯．（說(shuō)出理由之一即可）．

Answer 1

分析 （1）由原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，注意導(dǎo)線不能交叉；
（2）關(guān)鍵是明確由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大使得電壓表產(chǎn)生分流作用，造成電流表測(cè)出的電流小于通過(guò)電源的電流，從而產(chǎn)生誤差；分析誤差時(shí)，可采用“等效電源”法，即可把電壓表與電源看做一“等效電源”，然后根據(jù)“電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)電源的路端電壓”，然后討論即可．

解答 解：（1）由電路原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；如圖所示；

（2）歐姆表的讀數(shù)為：R=30×100Ω=3000Ω；將多用表選擇開(kāi)關(guān)置于×1Ω檔，調(diào)零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數(shù)為30Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發(fā)現(xiàn)指針位置幾乎不變，說(shuō)明電流表斷路，即發(fā)生斷路故障的元件是電流表．
R0充當(dāng)保護(hù)電阻，相當(dāng)于增大電源等源的等效內(nèi)阻，可以使調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)兩電表的示數(shù)變化明顯；
故答案為：（1）如圖所示；
（2）3.0×10³；電流表；
保護(hù)電阻；增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，可以利用“等效電源”法分析誤差大小，即可把“電壓表”與“電源”看做一個(gè)“等效電源”，然后結(jié)合閉合電路歐姆定律討論即可．