Question

16．某物理興趣小組欲測定舊電池組的電動勢與內(nèi)電阻．在實驗室中只找到了兩個電流表（其中A₂內(nèi)阻已知．A₁內(nèi)阻大小可忽略不計）、一個電阻箱、一個滑動變阻器、一個開關和一節(jié)干電池．如圖1所示
（1）請用筆畫線代替導線將圖1中的實物連成完整的實驗電路

（2）實驗時將滑片P擲最右端后合上開關，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上開關后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表有讀數(shù)，根據(jù)電流表A₂和電阻箱的讀數(shù)與x的關系作出了路端電壓U-x圖象如圖2（甲）所示．根據(jù)電流表A₁讀數(shù)與x的關系作出了I-x圖象如圖2（乙）所示，據(jù)圖象可求得電池的電動勢為1.48V，內(nèi)阻為1.00Ω．（結果保留三位有效數(shù)字）
（3）該小組的同學又利用上述實驗方案測定了同規(guī)格新電池的電動勢與內(nèi)電阻．通過實驗發(fā)現(xiàn)新舊電池的電動勢幾乎沒有變化，但輸出功率P隨外電阻R變化的關系圖線有較大差異，如圖3所示．由圖可知圖線B（填“A”或“B”）對應的是新電池，其理由是曲線最高點對應的電阻大小等于內(nèi)阻，新電池的內(nèi)阻較�。�

Answer 1

分析 （1）本題缺少電壓表，但可以利用A₂和電阻箱改裝一個電壓表，那么電路和測電源電動勢、內(nèi)阻的實驗電路圖就一樣，用A2和電阻箱改裝的電壓表替換電壓表而已；
（2）從甲乙兩圖讀出數(shù)據(jù)，再利用閉合電路歐姆定律計算電動勢和內(nèi)阻；
（3）考查當R=r時，輸出功率最大，用來判斷新舊電池．

解答 解：（1）連接的電路圖如圖所示；
（2）從甲、乙兩圖可知，x=5cm時，路端電壓為1.35V，電流表A₁示數(shù)為0.13A
x=10cm時，路端電壓為1.20V，電流表A₁示數(shù)為0.28A
則x=5cm時，滑動變阻器接入電阻${R}_{1}=\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{1.35V}{0.13A}≈10.4Ω$
由閉合電路歐姆定律有${I}_{1}=\frac{E}{{R}_{1}+r}$
x=10cm時，滑動變阻器接入電阻${R}_{2}=\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{1.20V}{0.28A}=4.29Ω$
由閉合電路歐姆定律有${I}_{2}=\frac{E}{{R}_{2}+r}$
解得：E=1.48V，r=1.00Ω；
（3）由圖可知，B為新電池，圖線中最高點時就是最大輸出功率，此時R=r，觀察兩線發(fā)現(xiàn)A的最高點對應的電阻比B大，
因為舊電池的內(nèi)阻會較大，因此A為舊電池，B為新電池；
故答案為：（1）連接的電路圖如圖所示；
（2）1.48，1.00
（3）B，曲線最高點對應的電阻大小等于內(nèi)阻，新電池的內(nèi)阻較小．

點評 本題是測定電源的電動勢與內(nèi)阻的變形題，難度較大，綜合性強，要熟練電表改裝、閉合電路歐姆定律、電功率等內(nèi)容，才能解答．本題關鍵要會從給出的圖中找出有用的數(shù)據(jù)，列式進行計算．