Question

8．利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻．要求盡量減小實驗誤差．
（1）應該選擇的實驗電路是圖a中的甲（填“甲”或“乙”）．
（2）現(xiàn)有電流表（0～0.6A）、開關(guān)和導線若干，以及以下器材：
A．電壓表（0～3V）
B．電壓表（0～15V）
C．滑動變阻器（0～50Ω）
D．滑動變阻器（0～500Ω）
實驗中電壓表應選用A；滑動變阻器應選用C（選填相應器材前的字母）．

（3）某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應點已經(jīng)標在圖b的坐標紙上，請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應點，并畫出U-I圖線（在答題紙上描點、作圖）．

組別	1	2	3	4	5	6
I/A	0.12	0.20	0.31	0.32	0.49	0.57
U/V	1.37	1.32	1.24	1.18	1.11	1.05

（4）根據(jù)圖線可得出干電池的電動勢E=1.46V，內(nèi)電阻r=0.70Ω（結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）．
（5）現(xiàn)有一個電動勢為2.0V，內(nèi)電阻為0.8Ω的蓄電池．若將該蓄電池與另一滑動變阻器（0～20Ω）串聯(lián)組成閉合電路，當滑動變阻器接入電路的阻值為某一合適的值時，電源的輸出功率最大，則電源的最大輸出功率是P_m=1.25W．

Answer 1

分析 （1）分析圖示電路結(jié)構(gòu)，然后答題；
（2）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，為方便實驗操作應選最大阻值較小的滑動變阻器；
（3）應用描點法作出圖象；
（4）根據(jù)電源的U-I圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻；
（5）根據(jù)電源的輸出功率最大值的結(jié)論即可求出電源的最大輸出功率．

解答 解：（1）干電池內(nèi)阻較小，為減小實驗誤差，應選擇相對電源來說的外接法；故應選題甲所示電路圖；
（2）一節(jié)干電池電動勢約為1.5V，則電壓表應選A，為方便實驗操作，滑動變阻器應選C；
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應點，然后作出電源的U-I圖象如圖所示；
（4）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點坐標值是1.5，則電源電動勢E=1.46V，
電源內(nèi)阻：r=$\frac{1.46-1.0}{0.63}$=0.73Ω．
（5）當內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，則最大輸出功率P_m=$\frac{{E}^{2}}{4r}$=$\frac{4}{4×0.8}$W=1.25W．
故答案為：（1）甲；（2）A，C；（3）如圖；（4）1.46，0.73；（5）1.25．

點評 本題考查了實驗電路選擇、實驗器材選擇、作圖象、求電源電動勢與內(nèi)阻等問題，要知道實驗原理，要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法；電源的U-I圖象與縱軸交點坐標值是電源電動勢圖象斜率的絕對值是電源內(nèi)阻．