Question

19．為了測定電源電動勢E的大小、內電阻r和定值電阻R₀的阻值，某同學利用DIS設計了如圖甲所示的電路．閉合電鍵S₁，調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1，電壓傳感器2和電流傳感器測得數據，并根據測量數據計算機分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線．請回答下列問題：

（1）根據圖乙中的M、N兩條直線可知BC．
A．直線M是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據畫得的
B．直線M是根據電壓傳感器2和電流傳感器的數據畫得的
C．直線N是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據畫得的
D．直線N是根據電壓傳感器2和電流傳感器的數據畫得的
（2）圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是ABC．
A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端
B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W
D．電源的效率達到最大值
（3）根據圖乙可以求得定值電阻R₀=2.0Ω，電源電動勢E=1.50，內電阻r=1.0Ω．

Answer 1

分析 （1）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，電源的U-I圖線是向下傾斜的圖線；
（2）兩個圖線的交點是將電阻和電源直接相連時電路中的電壓和電流值；
（3）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，斜率表示電阻；電源的U-I圖線的縱軸截距表示電動勢，斜率表示內電阻；

解答 解：（1）由圖可知電壓傳感器1測電源的路端電壓，電壓傳感器2測R₀兩端的電壓；電流傳感器測電路中的電流；
由圖可知，M圖象中的電壓隨電流的增大而增大，故M應為R₀兩端的電壓；而N圖象中電壓隨電流的增大而減小，符合閉合電路的歐姆定律U=E-Ir，故N顯示的是電源的輸出電壓與電流的關系；故選BC；   
（2）A、當定值電阻和電源的電流、電壓相等時，一定是電阻直接與電源相連；故滑動變阻器是短路，滑片達到最左側；故A正確；
B、滑動變阻器短路時，外電阻與內電阻最接進，故電源輸出功率最大，故B正確；
C、此時電阻的電壓為1V，電流為0.5A，故功率為0.5W，故C正確；
D、此時外電阻最小，效率最低，故D錯誤；
故選：ABC；        
（3）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，圖線的斜率表示電阻，為2.0Ω；圖線N的縱軸截距表示電動勢，為1.50V；斜率表示內電阻，為1.0Ω；
故答案為：（1）BC；（2）ABC；（3）2.0，1.50，1.0

點評 本題關鍵是正確理解電路結構，明確定值電阻的U-I圖象和電源電動勢的U-I圖象的物理意義和區(qū)別，然后根據具體數據進行判斷．