Question

18．手機(jī)、電腦等電器已經(jīng)普及到人們的日常生活中，這些電器都要用到蓄電池．某同學(xué)利用下列器材測定一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)電阻．蓄電池的電動勢約為3V．
A．量程是0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω的電流表；
B．量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ的電壓表；
C．量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的電壓表；
D．阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A的滑動變阻器；
E．阻值為0～10Ω，額定電流為2A的滑動變阻器；
F．定值電阻4Ω，額定功率4W；
G．電鍵S一個，導(dǎo)線若干．
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選擇B（填器材代號），電路圖中的導(dǎo)線應(yīng)連接到①（填“①“或“②“），改變滑動變阻器阻值的時候，為了使電壓表和電流表的讀數(shù)變化比較明顯，滑動變阻器應(yīng)選擇E（填器材代號）．
（2）用（1）問中的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測量，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，畫出對應(yīng)的U-I圖線如圖2中（a）所示，由圖線（a）可得改蓄電池的電動勢E=3.2V，內(nèi)電阻=1.3Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）硅光電池是一種新型太陽能電場，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，如圖3所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象（電池內(nèi)阻不是常數(shù)），圖線b是某電阻R的U-I圖象．當(dāng)它們組成閉合電路時，硅光電池的電動勢為3.0V，內(nèi)電阻為5.0Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電池內(nèi)阻很小，與電流表內(nèi)阻相差不大，進(jìn)行選擇．為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）由表示電源的伏安特性曲線分析，明確圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)阻；
（3）由電阻的伏安特性曲線可得出電阻的阻值，再由閉合電路歐姆定律可求得電源的內(nèi)阻．

解答 解：（1）蓄電池的電動勢約為3V，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選擇B．
蓄電池內(nèi)阻較小，為了避免電流表分壓帶來較大的誤差所以采用電流表的內(nèi)接法，即選擇①．
改變滑動變阻器阻值時，為了使電壓表和電流表的讀數(shù)變化比較明顯，滑動變阻器應(yīng)選擇E．
（2）與圖2所示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是3.2，則電源電動勢：E=3.2V，
電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$-R=$\frac{3.2}{0.6}$-4≈1.33Ω．
（3）由閉合電路的歐姆定律得：U=E-Ir，當(dāng)I=0時，E=U，由a與縱軸的交點(diǎn)讀出電源的電動勢為：E=3.0V．
根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為U=2V，電流為 I=0.2A，則硅光電池的內(nèi)阻為：r=$\frac{{U}_{內(nèi)}}{I}$=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{3.0-2.0}{0.2}$=5Ω；
故答案為：（1）B；①；E；（2）3.2；1.3；（3）3.0；5.0．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取、求電源電動勢與內(nèi)阻等問題，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選取原則，要會由電源的U-I圖象求電源電動勢與內(nèi)阻．