Question

1．電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關(guān)．如圖所示，是研究它們關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路．為了便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和保護(hù)蓄電池，給蓄電池串聯(lián)了一個(gè)定值電阻R₀，把它們一起看作新電源（圖中虛線框內(nèi)部分）．新電源的內(nèi)電阻就是蓄電池的內(nèi)電阻和定值電阻R₀之和，用r表示，電源的電動(dòng)勢(shì)用E表示．
①寫出新電源的輸出功率P跟E、r、R的關(guān)系式：$P=\frac{{{E^2}R}}{{{{（R+r）}^2}}}$．（安培表、伏特表看作理想電表）．
②在實(shí)物圖中按電路圖畫出連線，組成實(shí)驗(yàn)電路．
③表中給出了6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在方格紙中畫出P-R關(guān)系圖線．根據(jù)圖線可知，新電源輸出功率的最大值約是1.05W，當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)的外電阻約是5Ω．

U（V）	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5	1.0
I（A）	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7

Answer 1

分析 ①根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中的電流，然后根據(jù)電功率公式P=I²R，可以求出輸出功率大小；
②滑動(dòng)變阻器采用限流接法，電流表采用外接法，由此可正確連接實(shí)物圖；
③根據(jù)所畫圖象，可知最大輸出功率以及此時(shí)所對(duì)應(yīng)的電阻；

解答 解：①由功率公式和歐姆定律可知：
$P={I^2}R，I=\frac{E}{R+r}$，
聯(lián)立解得：$P=\frac{{{E^2}R}}{{{{（R+r）}^2}}}$；
②滑動(dòng)變阻器采用限流接法，電流表采用外接法，由此可正確連接實(shí)物圖如下所示：

③新電源的輸出功率與電阻R的關(guān)系計(jì)算結(jié)果如下表，描點(diǎn)作圖如右圖所示．由圖可知，新電源的輸出功率最大值比1.0W稍大，約在1.0-1.1W之間，約為1.05W，對(duì)應(yīng)的電阻約R=5Ω

故答案為：①$P=\frac{{{E^2}R}}{{{{（R+r）}^2}}}$；②實(shí)物連線如圖所示；③1.05，5Ω

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)由測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路改為研究電源的輸出功率與外電阻R的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)又可以測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，一舉兩得．實(shí)驗(yàn)考查考生計(jì)算、處理表格數(shù)據(jù)、描點(diǎn)作圖以及開放思路等知識(shí)和能力