Question

11．某同學(xué)在測定電源電動勢E、內(nèi)電阻r實(shí)驗(yàn)中，用下列器材組裝成了一個(gè)電路：
電壓表V₁、電壓表V₂、電流表、滑動變阻器R、小燈泡、電池、電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)若電壓表V₁的示數(shù)增大，則電壓表V₂的示數(shù)減小．該同學(xué)每一次操作后，同時(shí)記錄電流表A、電壓表V₁和電壓表V₂的示數(shù)，經(jīng)多次測量后分別描繪了a、b兩條U-I圖線，如圖所示．

（1）請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出電路圖．
（2）電池的電動勢E=3.0V、內(nèi)阻r=2Ω．
（3）在U-I坐標(biāo)中兩條圖線相交時(shí)電池的效率為66.7%．

Answer 1

分析 （1）測電源電動勢與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表測路端電壓，隨滑動變阻器接入電路阻值的增大，電壓表示數(shù)增大；燈泡兩端電壓隨滑動變阻器阻值增大而減小；根據(jù)電壓表示數(shù)變化確定各電路元件的連接方式，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)示數(shù)是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻．
（3）由圖象求出兩圖線的交點(diǎn)對應(yīng)的電壓與電流，然后由P=UI及效率公式求出電池組的效率．

解答 解：（1）伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電壓表測路端電壓，電壓表示數(shù)隨滑動變阻器接入電路阻值的增大而增大；描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，電流表測流過燈泡的電流，燈泡兩端電壓隨滑動變阻器接入電路電阻的增大而減��；調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)增大，則電壓表V₂的示數(shù)減小，V₁則測路端電壓，V₂測燈泡兩端電壓，電路圖如圖所示．

（2）電源的U-I圖象是一條傾斜的直線，由圖象可知，電源電動勢E=3.0V，電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}=\frac{3-2}{0.5}=2Ω$．
（3）由圖所示圖象可知，兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，即燈泡電壓U_L=2.0V，此時(shí)電路電流I=0.5A，
電池的效率η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}=\frac{UI}{EI}=\frac{2}{3}$=66.7%．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）3.0；2；（3）66.7%

點(diǎn)評 電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)是電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，求電源內(nèi)阻時(shí)要注意看清楚縱軸坐標(biāo)起點(diǎn)數(shù)據(jù)是多少，否則容易出錯(cuò)．