Question

14．如圖1所示，用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，在電路中接一阻值為2Ω的電阻R₀，通過改變滑動(dòng)變阻器，得到幾組電表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

U（V）	1.2	1.0	0.8	0.6
I（A）	0.10	0.17	0.23	0.30

（1）用作圖法在圖2中坐標(biāo)系內(nèi)作出U-I圖線；
（2）利用圖線，測(cè)得電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=1.0Ω（答案保留兩位有效數(shù)字）．
（3）某同學(xué)測(cè)另一串聯(lián)電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的曲線如圖3所示．由所得圖線可知，被測(cè)電池組電動(dòng)勢(shì)E=30V，電池組的內(nèi)阻r=5Ω．

Answer 1

分析 （1）先描點(diǎn)，然后用一條直線連接起來，如果不能通過所有點(diǎn)，使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同；
（2）電源的U-I圖象的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)；斜率表示內(nèi)電阻；
（3）當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，利用這個(gè)結(jié)論求解即可．

解答 解：（1）先描點(diǎn)，然后用一條直線連接起來，如果不能通過所有點(diǎn)，使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同，如圖所示；

（2）電源的U-I圖象的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，故E=1.5V；
斜率表示內(nèi)電阻，即R₀+r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.2-0.6}{0.3-0.1}$=3.0Ω，
故r=3.0-2.0=1.0Ω；
（3）當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，由圖象可以看出，當(dāng)電阻R=5Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，為45W，故電源內(nèi)阻為5Ω；
再根據(jù)P=I²R=（$\frac{E}{R+r}$）²R，有：45=（$\frac{E}{5+5}$）²×5，解得：E=30V．
故答案為：（1）如圖所示；（2）1.5； 1.0； （3）30，5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)；要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道電源的U-I圖象的物理意義； 同時(shí)明確“當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大”的結(jié)論．