Question

【題目】當(dāng)今人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展，電池是新型人工智能機器人的重要部分，某新型機器人上的一節(jié)電池的電動勢約為3V，內(nèi)阻約為2～7Ω，為測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室可供選用的器材如下：

A．待測電池

B．定值電阻R0（R0=1.8Ω）

C．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約2kΩ）

D．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻RA=1.2Ω）

E．電阻箱（0～99.99Ω，額定電流1.5A）

F．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干

（1）甲、乙兩位同學(xué)為測量出該電池的電動勢和內(nèi)阻，各自想出了自己的測量方法，設(shè)計電路分別如圖1、圖2所示，則你認(rèn)為合理的是______。

A．甲的設(shè)計

B．乙的設(shè)計

C．誤差幾乎一樣，都可以

D．兩人的設(shè)計都不行

（2）如果按甲同學(xué)所設(shè)計的電路進(jìn)行測量得到電阻箱的電阻R和電流表的讀數(shù)I以及計算出的多組數(shù)據(jù)后，作出了如圖3所示的-R圖象。請你幫助他分析計算電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______Ω．（結(jié)果均保留一位小數(shù)）

（3）已知某個小燈泡的U-I圖象如圖4所示，把三只這樣的相同的小燈泡并聯(lián)后與R1一起接在第（2）問中已經(jīng)測量的電池上，電路圖如圖5所示。已知R1=2Ω，則閉合開關(guān)電路穩(wěn)定后，其中一個小燈泡的電阻為______Ω，功率為______W．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】A 3.0 3.0 10.0 0.144

【解析】

（1）由于甲同學(xué)所設(shè)計的電路中電流表內(nèi)阻已知，可減小測量誤差，故甲同學(xué)的實驗電路更合理些；

（2）根據(jù)E=I（R+r+RA+R0），得到：，結(jié)合圖象斜率和截距得到：E=3.0V，r=3.0Ω；

（3）設(shè)每個小燈泡的電壓、電流分別為U、I，結(jié)合電路，可得U=E-3I（r+R1），即U=-15I+3（V），在U-I圖象中做出此圖線，如圖所示，交點（0.12A，1.2V）即為一個小燈泡的工作狀態(tài)，則得到一個小燈泡的電阻RL=1.2V÷0.12V=10.0Ω，一個小燈泡的工作時的功率為：PL=1.2V×0.12A=0.144W。