Question

12．用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R₁=16Ω．

（1）闭合开关S后，电压表V₁无读数，电压表V₂有读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在cd（选填“ab”、“bc”或“cd”）两点间．
（2）排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U₁、U₂，如表所示．请根据表中数据在图乙中作出U₂-U₁图象．

U2/V	5.0	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0
U1/V	0.66	1.00	1.33	1.88	2.00	2.32	2.68

（3）由图象可知，电源电动势E=6.0V，内阻r=8.0Ω．（结果均保留两位有效数字）
（4）实验中，产生系统误差的主要原因是电压表V₁分流．

Answer 1

分析 （1）明确电路结构，从而分析故障原因；
（2）根据描点法可得出对应的图象；
（3）根据闭合电路欧姆定律进行分析，列出对应的表达式，从而明确图象的意义并求出电动势和内电阻；
（4）根据电路结构以及电表内阻的影响进行分析，从而明确误差原因．

解答 解：（1）电压表V₁无读数，电压表V₂有读数，说明V₁无与电源断开，而V₂与电源是连接的，故发生断路的是cd；
（2）根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图所示；
（3）根据电路图由闭合电路欧姆定律可知：
E=U₁+U₂+$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}r$
变形可得：
U₂=E-$\frac{r+{R}_{1}}{{R}_{1}}{U}_{1}$
由图可知，图象与纵轴的截距表示电动势，故E=6.00V；
图象的斜率k=$\frac{r+{R}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{6.0-2.0}{2.6}$=1.5
解得：r=8.0Ω；
（4）本实验中由于电压表V₁分流作用而使测量电流偏小，从而出现误差．
故答案为：（1）cd
（2）如图所示　
（3）6.0；8.0；
（4）电压表V₁分流

点评 本题是一种安阻法测量电源电动势和内阻的方法，注意本题中将电压表与定值电阻并联充当电流表使用，注意数据处理的基本方法．