Question

6．利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的電路如圖1．圖2是實驗室已有電流表和電壓表表盤，要求盡量減小實驗誤差．現(xiàn)有兩種規(guī)格的滑動變阻器  A．滑動變阻器（0～50Ω）． B．滑動變阻器（0～200Ω），開關和導線隨意選．

（1）實驗中滑動變阻器應選用A．（選填相應器材前的字母）
（2）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3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．

序號	電壓 U（V）	電流 I （A）
1	1.45	0.06
2	1.40	0.12
3	1.30	0.24
4	1.25	0.26
5	1.20	0.36
6	1.10	0.48

（3）根據(jù)（2）中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.83Ω．
（4）實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化．定性畫出PU關系的關系曲線（圖4）．（用E、r為已知量，標出圖線與坐標軸交點坐標和極值點坐標）

Answer 1

分析 （1）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；
（2）應用描點法作出圖象；
（3）根據(jù)電源的U-I圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻；
（4）求出電源輸出功率表達式，根據(jù)圖象及函數(shù)關系確定對應的圖象；

解答 解：（1）一節(jié)干電池電動勢約為1.5V，則電壓表應選B，為方便實驗操作，滑動變阻器應選C；
（2）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；

（3）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=1.5V，
電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.6}$≈0.83Ω；
（4）電壓表測量路端電壓，其示數(shù)隨滑動變阻器的阻值增大而增大；而當內(nèi)阻和外阻相等時，輸出功率最大；此時輸出電壓為電動勢的一半．外電路斷開時，路端電壓等于電源的電動勢，此時輸出功率為零；電源輸出功率P═-$\frac{1}{r}$U²+$\frac{E}{r}$U，故P-U 圖象為開口向下的二次函數(shù)故圖象如圖所示；
故答案為：（1）A       
（2）如圖        
（3）1.5   0.83  
（4）如圖      

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