Question

13．某同學(xué)用下列器材測(cè)定一塊手機(jī)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
電流表A（量程3A，內(nèi)阻約0.5Ω）；
電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）；
滑動(dòng)變阻器R（0～50Ω，額定電流3A）；
定值電阻R₀=3Ω；
開關(guān)S及導(dǎo)線若干．

（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電路圖甲中的導(dǎo)線應(yīng)連接到a（選填“a”或“b”）．
（2）連接好電路閉合S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于d（選填“c”或“d”）端．
（3）根據(jù)正確操作，依據(jù)得到的電壓表和電流表讀數(shù)，作出對(duì)應(yīng)的U-I圖象如圖乙所示．由圖線可知該電池的電動(dòng)勢(shì)E=8.5 V，內(nèi)電阻r=0.75Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（4）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及電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化．圖丙的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是C．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道誤差較小的接法為相對(duì)電源的電流表外接法；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)安全要求進(jìn)行分析，從而明確滑片開始時(shí)的位置；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，由圖象即可求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（4）U為路端電壓，P為電源的輸出功率，根據(jù)電源輸出功率的特點(diǎn)可明確對(duì)應(yīng)的圖象．

解答 解：（1）因電源內(nèi)阻較小，與電流表內(nèi)阻接近，故采用相對(duì)電源的內(nèi)接法誤差太大，故應(yīng)采用相對(duì)電源的外接法，故應(yīng)接a端；
（2）為了讓電流由最小值開始調(diào)節(jié)，開始時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入最大電阻，故開始時(shí)滑片應(yīng)在d端；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，U=E-Ir，故圖象中的斜率表示內(nèi)電阻，與縱軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，故有：
E=8.5V，
r=$\frac{8.5-4.0}{1.2}$=0.75Ω；
（4）電壓表測(cè)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)，電源的輸出功率最大；此時(shí)輸出電壓為電動(dòng)勢(shì)的一半．外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，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）a；（2）；（3）8.5，0.75；（4）C

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路選擇、儀器的選擇以及應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法；要注意明確本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，會(huì)推導(dǎo)電源輸出功率的最大值以及P-R及P-U圖象．