Question

10．（1）某興趣小組探究不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提供的實(shí)驗方案中有如下四種器材組合，為使實(shí)驗結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，最不可取的一組器材是D
A．一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器
B．一個伏特表和多個定值電阻
C．一個安培表和一個電阻箱
D．兩個安培表和一個滑動變阻器
（2）某同學(xué)利用DIS，定值電阻R₀，電阻箱R₁等實(shí)驗器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗裝置如圖甲所示，實(shí)驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計算機(jī)上顯示出如圖乙所示的$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實(shí)驗方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖乙中的圖線b

①由圖線a可知電池a的電動勢E_a=2.0V，內(nèi)阻r_a=0.50Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．
②若用同一個電阻R先后與電池a及電池b連接，則兩電池的輸出功率P_a小于P_b．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗原理，知道測量電動勢和內(nèi)阻的三種基本方法；
（2）本題根據(jù)圖象的性質(zhì)得出電動勢及內(nèi)電阻的表達(dá)式，從而由圖象得出電動勢和內(nèi)電阻； 由輸出功率的表達(dá)式可得出兩電池的輸出功率大小關(guān)系．

解答 解：（1）通過改變電路的阻值從而獲得多組數(shù)據(jù)，根據(jù)U-I圖象與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)求解電動勢和內(nèi)阻．
A．安培表測電流，伏特表測路端電壓，滑動變阻改變電路的阻值從而獲得多組數(shù)據(jù)，故A可��；
B．伏特表測路端電壓，電流可由路端電壓和定值電阻求得，通過改變接入定值電阻的個數(shù)改變電路的電阻，故B可��；
C．安培表測電流，再由電流和定值電阻可得路端電壓，通過改變接入定值電阻的個數(shù)改變電路的電阻，故C可��；
D．兩個安培表和一個滑動變阻器，不管怎么組合，不能測出路端電壓，故不能測出電動勢和內(nèi)阻，故D最不可取．
本題選最不可取的一組器材，
故選：D．
（2）根據(jù)E=U+$\frac{U}{R}$r，得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{R}$，
圖象a，截距b=0.5=$\frac{1}{E}$，斜率K=0.25=$\frac{r}{E}$，
故電動勢：E=2.0V，內(nèi)電阻：r=0.50Ω；
②在伏安特性曲線中，圖象的截距為電源電動勢的倒數(shù)，從圖象可知a的截距大于b的截距，故E_a＜E_b．圖象的斜率表示$\frac{r}{E}$，而a的斜率大于b的斜率，而r=kE，由圖中標(biāo)度，可近似得出，b的截距約為0.2；則電動勢約為5V；斜率約為$\frac{2}{15}$；則內(nèi)阻約為$\frac{2}{3}$；故E_a＜E_b，r_a＜r_b，近似作出伏安特性曲線，電阻的曲線與兩電源的交點(diǎn)為電阻的工作點(diǎn)；則由圖可知，圖中交點(diǎn)的電壓與電流的乘積為電源的輸出功率；則電源的輸出功率P_a＜P_b；
故答案為：（1）D；（2）①2.0，0.50；②小于

點(diǎn)評 本題考查了閉合電路歐姆定律的數(shù)據(jù)處理的方法，應(yīng)用了圖象法及電源的輸入功率的表達(dá)式，要注意掌握圖象的正確應(yīng)用，能根據(jù)圖象進(jìn)行分析是解題的關(guān)鍵．