Question

【題目】用下列器材組裝成一個(gè)電路，既能測量出電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線．

A．電壓表V1（量程6V、內(nèi)阻很大）

B．電壓表V2（量程 4V、內(nèi)阻很大）

C．電流表A（量程 3A、內(nèi)阻很小）

D．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值 10Ω、額定電流 4A）

E．小燈泡（2A、7W）

F．電池組（電動(dòng)勢(shì) E、內(nèi)阻 r）

G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小．

（1）請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在圖甲中補(bǔ)充完整．

（2）每一次操作后，同時(shí)記錄電流表 A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)（I，U1）、（I，U2），標(biāo)到U﹣I坐標(biāo)中，經(jīng)過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E=__V、內(nèi)阻r=__Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）在U﹣I坐標(biāo)中兩條圖線在P點(diǎn)相交，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為__Ω，電池組的效率為__（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】 (1). （1）電路如圖所示:；（2）5.5； (2). 1.0； (3). 0; (4). 64%

【解析】試題分析：（1）測電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表測路端電壓，隨滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的增大，電壓表示數(shù)增大；燈泡兩端電壓隨滑動(dòng)變阻器阻值增大而減��；根據(jù)電壓表示數(shù)變化確定各電路元件的連接方式，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（2）電源的U﹣I圖象與縱軸的交點(diǎn)示數(shù)是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻．

（3）由圖象求出兩圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流，然后根據(jù)閉合電路中內(nèi)外電壓的關(guān)系及歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

解：（1）伏安法測電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電壓表測路端電壓，電壓表示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的增大而增大；描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，電流表測流過燈泡的電流，燈泡兩端電壓隨滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的增大而減�。徽{(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小，則V1測路端電壓，V2測燈泡兩端電壓，電路圖如圖所示．

（2）電源的U﹣I圖象是一條傾斜的直線，由圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)E=4.5V，電源內(nèi)阻

r===1.0Ω．

（3）由圖乙所示圖象可知，兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，即燈泡電壓UL=2.5V，此時(shí)電路電流I=2.0A，

電源電動(dòng)勢(shì)E=Ir+UL+IR滑，即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R滑，則R滑=0.0Ω．

故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）4.5；1.0；（3）0.0．