Question

20．在實驗室里小王同學用電流傳感器和電壓傳感器等實驗器材測干電池的電動勢和內(nèi)電阻（如圖所示）．改變電路的外電阻R，通過電壓傳感器和電流傳感器測量不同阻值下電源的路端電壓和電流，輸入計算機，自動生成U-I圖線，如圖（a）所示．

（1）由圖（a）可得干電池的電動勢為1.5V，干電池的內(nèi)電阻為2Ω；
（2）做完實驗后，小王同學在上面的實驗器材中去掉電壓傳感器，改變電路的外電阻R，通過電流傳感器（無內(nèi)阻）測量不同阻值下的電流，畫出R-l/I圖線也可以求得電源的電動勢和內(nèi)電阻，請寫出小王同學所作圖象的函數(shù)關(guān)系式R=$\frac{E}{I}$-r；
（3）現(xiàn)有一小燈泡，其U-I特性曲線如圖（b）所示，若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實際功率是0.27W．

Answer 1

分析 （1）電源的U-I圖象與縱軸的交點是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻．
（2）由閉合電路的歐姆定律求出R與$\frac{1}{I}$的表達式．
（3）在小燈泡伏安特性曲線上作出電源的U-I圖象，求出兩圖象的交點對應(yīng)的電流與電壓值，然后由P=UI求出燈泡的實際功率．

解答 解：（1）由圖2所示圖象可知，電源電動勢為：E=1.5V，
電源內(nèi)阻為：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-0}{0.75-0}$=2Ω．
（2）在閉合電路中E=I（r+R），則R=$\frac{E}{I}$-r．
（3）由圖象可知，燈泡與該干電池組成串聯(lián)電路時，燈泡兩端電壓U=0.9V，電路電流I=0.3A，燈泡實際功率P=UI=0.9V×0.3A=0.27W．
故答案為：（1）1.5；2Ω；（2）R=$\frac{E}{I}$-r；（3）0.27．

點評 本題考查了求電源電動勢與內(nèi)阻、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用、求燈泡實際功率等問題；要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．