Question

15．現(xiàn)有一塊電池的電動(dòng)勢(shì)約為9V，內(nèi)阻約為1Ω，允許通過(guò)的最大電流是0.5A．為了測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，選用了總阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器以及圖1中所示的電流表和電壓表，連成了如圖1所示的電路．
（1）為了防止誤將滑動(dòng)變阻器電阻接入阻值過(guò)小而損壞器材，需要在電路中接一個(gè)保護(hù)電阻R，下面所給的電阻中最適合的是B
A、20Ω，0.5W    B、20Ω，5W  
C、10Ω，0.5W    D、10Ω，5W
（2）電路連好后，由于電路中有一處發(fā)生了故障，閉合電鍵K時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒(méi)有示數(shù)．?dāng)嚅_(kāi)導(dǎo)線“1”的B端，將其分別接到C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)都接近9V，而接到G、H、J各點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)都為零，可能出現(xiàn)的故障是D
A．定值電阻R短路  B．滑動(dòng)變阻器EF間電阻絲斷路  C．電流表線圈斷路  D．滑動(dòng)變阻器滑片P接觸不良
（3）若再取一節(jié)相同的電池，與原來(lái)的電池串聯(lián)組成電池組在其它器材不變的情況下，對(duì)上述電路稍作改變即可測(cè)量這個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．（電池串聯(lián)時(shí)電動(dòng)勢(shì)等于各電池電動(dòng)勢(shì)之和）請(qǐng)?jiān)趫D2方框畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．

Answer 1

分析 （1）已知電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，已知電源的最大電流，則由閉合電路歐姆定律可求出電路中需接入的最小電阻；
（2）電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表與電源相連，無(wú)示數(shù)則說(shuō)明與電源斷開(kāi)，則可根據(jù)題意找出故障的原因；
（3）由于電壓表量程小于18V，為了能讓電壓表正常工作，應(yīng)讓R分壓，電壓表只測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．

解答 解：（1）為保證電源安全，電路中電流不得超過(guò)500mA；由閉合電路歐姆定律可知，大電阻為：R=$\frac{E}{I}-r$=$\frac{9}{0.5}$-2=16Ω
故為了安全，保護(hù)電阻應(yīng)為20Ω；
電流中電流不能高于500mA，故電阻中的額定電流值應(yīng)大于500mA，故功率應(yīng)為5W，故選：B；
（2）接到C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)都接近9V，說(shuō)明電壓表與電源相連通； 而接到G、H、J各點(diǎn)時(shí)電壓表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明從G點(diǎn)開(kāi)始電路已斷開(kāi)，而F和G之間只有滑片P，故滑片P應(yīng)接觸不良，故選：D；
（3）為了準(zhǔn)確的測(cè)出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，由于總電動(dòng)勢(shì)較大，故為了減小路端電壓，讓電壓表正常工作，應(yīng)讓定值電阻與R直接相連，電壓表只測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；故改裝后的原理圖如圖所示；
故答案為：（1）B；（2）D；（3）如圖所示；

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)的安全和準(zhǔn)確；同時(shí)還要注意實(shí)驗(yàn)中的故障分析的方法；另外還要注意電壓表所測(cè)不一定必須是路端電壓．