Question

15．现有一块电池的电动势约为9V，内阻约为1Ω，允许通过的最大电流是0.5A．为了测定该电池的电动势和内电阻，选用了总阻值为50Ω的滑动变阻器以及图1中所示的电流表和电压表，连成了如图1所示的电路．
（1）为了防止误将滑动变阻器电阻接入阻值过小而损坏器材，需要在电路中接一个保护电阻R，下面所给的电阻中最适合的是B
A、20Ω，0.5W    B、20Ω，5W  
C、10Ω，0.5W    D、10Ω，5W
（2）电路连好后，由于电路中有一处发生了故障，闭合电键K时发现电压表有示数而电流表没有示数．断开导线“1”的B端，将其分别接到C、D、E、F各点时，发现电压表的示数都接近9V，而接到G、H、J各点时，发现电压表的示数都为零，可能出现的故障是D
A．定值电阻R短路  B．滑动变阻器EF间电阻丝断路  C．电流表线圈断路  D．滑动变阻器滑片P接触不良
（3）若再取一节相同的电池，与原来的电池串联组成电池组在其它器材不变的情况下，对上述电路稍作改变即可测量这个电池组的电动势和内电阻．（电池串联时电动势等于各电池电动势之和）请在图2方框画出实验电路原理图．

Answer 1

分析 （1）已知电源电动势和内电阻，已知电源的最大电流，则由闭合电路欧姆定律可求出电路中需接入的最小电阻；
（2）电压表有示数说明电压表与电源相连，无示数则说明与电源断开，则可根据题意找出故障的原因；
（3）由于电压表量程小于18V，为了能让电压表正常工作，应让R分压，电压表只测滑动变阻器两端的电压．

解答 解：（1）为保证电源安全，电路中电流不得超过500mA；由闭合电路欧姆定律可知，大电阻为：R=$\frac{E}{I}-r$=$\frac{9}{0.5}$-2=16Ω
故为了安全，保护电阻应为20Ω；
电流中电流不能高于500mA，故电阻中的额定电流值应大于500mA，故功率应为5W，故选：B；
（2）接到C、D、E、F各点时，发现电压表的示数都接近9V，说明电压表与电源相连通； 而接到G、H、J各点时电压表没有示数，说明从G点开始电路已断开，而F和G之间只有滑片P，故滑片P应接触不良，故选：D；
（3）为了准确的测出电动势和内电阻，由于总电动势较大，故为了减小路端电压，让电压表正常工作，应让定值电阻与R直接相连，电压表只测量滑动变阻器两端的电压；故改装后的原理图如图所示；
故答案为：（1）B；（2）D；（3）如图所示；

点评 本题考查测电动势和内电阻的实验，在实验中应注意实验的安全和准确；同时还要注意实验中的故障分析的方法；另外还要注意电压表所测不一定必须是路端电压．