Question

17．某同學在測定電源電動勢E、內電阻r實驗中，為了能同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線，設計了如圖甲所示的電路．由于只有一個電壓表V₁，該同學用多用電表的電壓擋（如圖乙）接在A、B間測量電壓．測量過程如下：閉合開關，調節(jié)電阻箱，同時記錄電阻箱的阻值R、電壓表V₁的示數U₁、多用電表的示數U₂，根據記錄數據計算出流過電阻箱的電流I．該同學多次測量后分別描繪了a、b兩條U-I圖線，如圖丙所示．請回答下列問題：
（1）用多用電表電壓擋測量時，紅表筆應接圖甲中的B（填“A”或“B”）點，某次測量如圖乙所示，其讀數為2.00V；
（2）寫出計算流過電阻箱電流的表達式I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$（用U₁、U₂、R表示）；
（3）小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是圖丙中的b（填“a”或“b”）；
（4）根據圖丙可以求得電源的電動勢E=3.0V，內電阻r=2.0Ω，該電路中小燈泡消耗的最大功率為1.0W．

Answer 1

分析 （1）根據多用電表的使用方法可知紅表筆應接位置； 根據量程可得出對應的讀數；
（2）根據歐姆定律可求得流過電阻箱的電流；
（3）根據小燈泡電阻隨溫度的變化規(guī)律可明確對應的圖象；
（4）根據電源的圖象及閉合電路歐姆定律可求得電源的電動勢和內電阻，根據圖象的性質可求得最大功率．

解答 解：（1）在接量電壓時，紅表筆應接正極，故紅表筆應接B處，電壓表量程為2.5V，故讀數為2.00V；
（2）根據電路圖可知，電壓表測量燈泡兩端的電壓，多用電表測量路端電壓，則由歐姆定律可知：
I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$；
（3）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故對應的圖象應為b；
（4）由U=E-Ir可知，圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢，故E=3.0V；內阻r=$\frac{3.0-2.0}{0.5}$=2.0Ω；
當電壓最大時，燈泡的功率最大，則P=UI=2.0×0.5=1.0W；
故答案為：（1）B  2.00  （2）$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$  （3）b （4）3.0  2.0　  1.0

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，要求能正確分析實驗原理，同時能用圖象求解電源的電動勢和內電阻．