Question

20．用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內阻r，又能同時描繪燈泡的伏安特性曲線．
A．電壓表V₁（量程6V、內阻很大）
B．電壓表V₂（量程3V、內阻很大）
C．電流表A（量程3A、內阻很�。�
D．滑動變阻器R（最大阻值10Ω）
E．小燈泡（2A、5W）
F．電池組（電動勢E、內阻r）
G．開關一只，導線若干
（1）某同學設計的實驗電路圖如甲圖，實驗時，調節(jié)滑動變阻器的滑動片向左，則電壓表V₁的示數(shù)變大，則電壓表V₂的示數(shù)變�。�（選填“變大”、“變小”或“不變”）

（2）每一次操作后，同時記錄電流表A、電壓表V₁和電壓表V₂的示數(shù)，組成兩個坐標點（I，U₁）、（I，U₂），標到U-I坐標中，經過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動勢E=4.5V、內阻r=1.0Ω．（結果保留兩位有效數(shù)字）
（3）在U-I坐標中兩條圖線在P點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為0Ω．

Answer 1

分析 （1）測電源電動勢與內阻實驗時，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．
（2）電源的U-I圖象與縱軸的交點示數(shù)是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內阻．
（3）由圖象求出兩圖線的交點對應的電壓與電流，然后根據閉合電路中內外電壓的關系及歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值

解答 解：（1）由電路圖可知，當滑片向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路外電阻R變大，電路電流：I=$\frac{E}{R+r}$變小，路端電壓：U₁=E-Ir變大，電壓表V₁示數(shù)變大；滑動變阻器阻值變大，電路電流變小，與滑動變阻器串聯(lián)的燈泡分壓變小，電壓表V₂示數(shù)變小；
（2）電源的U-I圖象是一條傾斜的直線，由圖象可知，電源電動勢為：E=4.5V，電源內阻為：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{4.5-1.0}{3.5}$=1.0Ω．
（3）由圖乙所示圖象可知，兩圖象的交點坐標，即燈泡電壓為：U_L=2.5V，此時電路電流I為：=2.0A，
電源電動勢為：E=Ir+U_L+IR_滑，即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R_滑，則有：R_滑=0Ω；
故答案為：（1）變大，變��；（2）4.5，1.0；（3）0．

點評 電源的U-I圖象與縱軸的交點是電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內阻，求電源內阻時要注意看清楚縱軸坐標起點數(shù)據是多少，否則容易出錯．