Question

10．小王同學(xué)用如圖（1）所示電路測干電池的電動勢和內(nèi)電阻．多次改變電路中的外電阻R，得到如圖（2）所示U-I圖線．
（1）由圖（2）可得干電池的電動勢為1.5V，干電池的內(nèi)電阻為2Ω；

（2）現(xiàn)有一小燈泡，其U-I特性曲線如圖（3）所示，當(dāng)通過小燈泡的電流為0.2A時，小燈泡的電阻為2.25Ω；若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是0.27W．
（3）做完以上實(shí)驗(yàn)后，小王同學(xué)圖（4）電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過電流傳感器測量不同阻值下的電流，畫出R-1/I圖線也可以求得電源的電動勢和內(nèi)電阻．請寫出小王同學(xué)所作圖象的函數(shù)關(guān)系式R=$\frac{E}{I}$-r．

Answer 1

分析 （1）電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻．
（2）分析燈泡的伏安特性曲線，由圖線求出當(dāng)電流為0.2A時電壓的數(shù)值，由歐姆定律即可求得電阻值；再在圖3中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)即表示燈泡的工作點(diǎn)，由P=UI可求得實(shí)際功率；
（3）由閉合電路的歐姆定律進(jìn)行分析，變形即可求出R與$\frac{1}{I}$的表達(dá)式

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，U=E-Ir，則由圖2所示圖象可知，電源電動勢E=1.5V，
電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5}{0.75}$=2Ω．
（2）由圖象可知，燈泡與該干電池組成串聯(lián)電路時，燈泡電路電流I=0.2A，兩端電壓U=0.45V，則根據(jù)歐姆定律可知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.45}{0.2}$=2.25Ω；
在圖3中作出電源的伏安特性曲線，由圖可知，電壓為0.9V，電流為0.3A，則燈泡實(shí)際功率P=UI=0.9V×0.3A=0.27W．
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，E=I（r+R），解得：R=$\frac{E}{I}$-r．
故答案為：（1）1.5，2，（2）2.25，0.27（3）R=$\frac{E}{I}$-r

點(diǎn)評 本題考查了求電源電動勢與內(nèi)阻、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用、求燈泡實(shí)際功率等問題；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．