Question

9．在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢E（約3V）和內電阻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）小玲同學設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，當她閉合開關時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)．反復檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，估計是某一元件斷路，因此她拿來多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．斷開電源開關S；
b．將多用電表選擇開關置于×1Ω擋，調零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數(shù)為30Ω；
c．將多用表選擇開關置于×100Ω擋，調零后，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）．她設計的實驗電路中定值電阻R₀的作用是保護電阻；增大電源等效內阻，使調節(jié)滑動變阻器阻值時兩電表示數(shù)變化明顯．（說出理由之一即可）．

Answer 1

分析 （1）由原理圖可得出對應的實物圖，注意導線不能交叉；
（2）關鍵是明確由于電壓表內阻不是無窮大使得電壓表產生分流作用，造成電流表測出的電流小于通過電源的電流，從而產生誤差；分析誤差時，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)“電源電動勢等于電源沒有接入電路時電源的路端電壓”，然后討論即可．

解答 解：（1）由電路原理圖可得出對應的實物圖；如圖所示；

（2）歐姆表的讀數(shù)為：R=30×100Ω=3000Ω；將多用表選擇開關置于×1Ω檔，調零后，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，說明電流表斷路，即發(fā)生斷路故障的元件是電流表．
R0充當保護電阻，相當于增大電源等源的等效內阻，可以使調節(jié)滑動變阻器阻值時兩電表的示數(shù)變化明顯；
故答案為：（1）如圖所示；
（2）3.0×10³；電流表；
保護電阻；增大電源等效內阻，使調節(jié)滑動變阻器阻值時兩電表示數(shù)變化明顯．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，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“等效電源”，然后結合閉合電路歐姆定律討論即可．