Question

10．利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差．

（1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖1中的甲（選項(xiàng)“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(dòng)變阻器（0-50Ω）　 　   D．滑動(dòng)變阻器（0-500Ω）
實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用B；滑動(dòng)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)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)用△標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出U-I圖線．

序號(hào)	1	2	3	4	5	6
電壓U（V）	1.45	1.40	1.30	1.25	1.20	1.10
電流I（A）	0.060	0.120	0.240	0.260	0.360	0.480

（4）根據(jù)（3）中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢E=1.5v，內(nèi)電阻r=0.83Ω
（5）實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U以及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化．圖3的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是C．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)待測電源內(nèi)阻很小時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，相對(duì)于電源應(yīng)采用電流表外接法（相對(duì)于電壓表采用內(nèi)接法）．
（2）根據(jù)電源電動(dòng)勢選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象．
（4）電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢，圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻，根據(jù)圖示圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．
（5）求出電源輸出功率表達(dá)式，然后答題

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

（4）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是1.5，則電源電動(dòng)勢E=1.5V，
電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.6}$≈0.83Ω；
（5）電壓表測量路端電壓，其示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器的阻值增大而增大；而當(dāng)內(nèi)阻和外阻相等時(shí)，輸出功率最大；此時(shí)輸出電壓為電動(dòng)勢的一半．外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源的電動(dòng)勢，此時(shí)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）圖象如圖所示；（4）1.5；0.83；（5）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路選擇、實(shí)驗(yàn)器材選擇、作圖象、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻等問題，要知道實(shí)驗(yàn)原理，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法；電源的U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻．