Question

4．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．要求盡量減小實驗誤差．

（1）應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的甲（選填“甲”或“乙”）．
（2）現(xiàn)有電流表（0～0.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：
A．電壓表（0～15V）
B．電壓表（0～3V）
C．滑動變阻器（0～50Ω）
D．滑動變阻器（0～500Ω）
實驗中電壓表應(yīng)選用B；滑動變阻器應(yīng)選用C． （選填相應(yīng)器材前的字母）
（3）某位同學(xué)已經(jīng)將記錄數(shù)據(jù)的對應(yīng)點標在圖2的坐標紙上，請你作出恰當?shù)膱D線后，依據(jù)圖線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，圖3的個示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是C．

Answer 1

分析 （1）分析圖示電路結(jié)構(gòu)，然后答題；
（2）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，為方便實驗操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器；
（3）根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象；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，然后答題．

解答 解：（1）干電池內(nèi)阻較小，為減小實驗誤差，應(yīng)選題甲所示電路圖；
（2）一節(jié)干電池電動勢約為1.5V，則電壓表應(yīng)選B，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選C；
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出電源的U-I圖象如圖所示；

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；故符合條件的圖象應(yīng)為C．
故答案為：（1）甲；（2）B；C；（3）1.5（1.49～1.51均正確）；0.83（0.81～0.85均正確）；（4）C．

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(yīng)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．