Question

5．某同學(xué)用如圖1所示的電路測量-節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．

（1）現(xiàn)有以下器材：
A．待測干電池
B．電流表（0～0.6A）
C．電壓表（0～15V）
D．電壓表（0～3V）
E．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω）
F．滑動(dòng)變阻器（0～200Ω）
G．開關(guān)和導(dǎo)線若干
實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用D；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E（選填相應(yīng)器材前的字母）．
（2）實(shí)驗(yàn)已將測得的多組電流表和電壓表的值，標(biāo)在了U-I圖象上，作出U-I圖線，并根據(jù)圖象求得電池的電動(dòng)勢E=1.5，電池的內(nèi)阻r=0.83（保留2位有效數(shù)字）．
（3）實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U以及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化．圖3中的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象；根據(jù)電源的U-I圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻；
（3）求出電源輸出功率表達(dá)式，然后答題．

解答 解：（1）一節(jié)干電池電動(dòng)勢約為1.5V，則電壓表應(yīng)選D，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選總阻值較小的E；
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出電源的U-I圖象如圖所示；
由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是1.5，則電源電動(dòng)勢E=1.5V，
電源內(nèi)阻：r=$\frac{1.5-1.0}{0.6}$=0.83Ω；
（5）電壓表測量路端電壓，其示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器的阻值增大而增大；而當(dāng)內(nèi)阻和外阻相等時(shí)，輸出功率最大；此時(shí)輸出電壓為電動(dòng)勢的一半．外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源的電動(dòng)勢，此時(shí)輸出功率為零；故符合條件的圖象應(yīng)為C．
故答案為：（1）D；E（2）圖線見下圖；1.5；  0.83      （3）C

點(diǎn)評 本題考查了測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)器材選擇、作圖象、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻等問題，要知道實(shí)驗(yàn)原理，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法；電源的U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢圖象斜率的絕對值是電源內(nèi)阻．