Question

甲同學在實驗室做《測定電源電動勢和內(nèi)阻》的實驗，乙同學想同時測出一定值電阻R₀的阻值，設計電路如圖（Ⅰ）所示，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑動觸頭P向某一方向移動時，甲同學記錄了電流表和電壓表V₁的示數(shù)，乙同學記錄的是電流表A和電壓表V₂的示數(shù)，兩人根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（Ⅱ）所示的兩條U-I直線回答下列問題：
（1）觀察圖象，可知圖線a是根據(jù)

 

同學的數(shù)據(jù)所描繪的
（2）根據(jù)圖（Ⅱ），可以求出定值電阻R₀=

 

Ω，電源電動勢E=

 

V，內(nèi)電阻r=

 

Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）圖象中兩直線的交點表示

 

A．此時滑動變阻器的滑片P滑到了最右端
B．本電路中此時電源的輸出功率最大
C．此時定值電阻R₀上消耗的功率約為0.5W
D．此時電源的效率達到最大值
（4）甲同學認為R₀和V₂的接入是導致電動勢和內(nèi)阻測量的系統(tǒng)誤差的因素之一，請你作出判斷：

 

（填“是”或者“不是”）

Answer 1

分析：（1）從電路連接結(jié)合電流表和電壓表的讀數(shù)變化判斷甲、乙兩同學描繪的圖線的含義．
（2）由圖可知，圖象由縱坐標的交點為電動勢；由圖象與橫坐標的交點利用閉合電路歐姆定律可求得內(nèi)電阻．
（3）圖象中兩直線的交點表示電壓表V₁的讀數(shù)與電壓表V₂的讀數(shù)相等，即滑動變阻器的阻值為0，根據(jù)圖象求解．
（4）系統(tǒng)誤差來自電壓表V₁的分流．

解答：解：（1）從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時，電壓表V₁的讀數(shù)減小，電壓表V₂的讀數(shù)增大．
故圖線a是根據(jù)電壓表V₂和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖象的，為乙同學繪制．
（2）從圖象a的斜率可以得出定值電阻R₀的阻值為：R₀=

U2

I

=

0.8-0

0.4-0

=2.0Ω；
從甲同學的圖象可以得出圖象在U軸上的截距為1.50 V，即電源的電動勢為：E=1.50 V，
圖象斜率的絕對值為：k=

△U1

I

=

1.5-0.9

0.6

=1.0，即電源的內(nèi)阻為：r=1.0Ω．
（3）圖象中兩直線的交點表示電壓表V₁的讀數(shù)與電壓表V₂的讀數(shù)相等，即滑動變阻器的阻值為0，
A、滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端，故A錯誤；
B、圖象可以得出電阻R₀的阻值大于電源的內(nèi)阻，滑動變阻器的阻值減小，電源的輸出功率增大，兩直線的交點對應滑動變阻器的阻值為0，即電源的輸出功率最大，故B正確；
C、定值電阻R₀消耗功率為：P=U₂I=1.0×0.5 W=0.5 W，故C正確；
D、電源的效率為：η=

UI

EI

=

U

E

，U越大，效率越大，故D錯誤．
故選：BC．
（4）根據(jù)E=U+Ir，只要測得U為路端電壓I為干路電流即可，所以R₀和V₂的接入不影響，但是由于電壓表V₁的分流做測電流值比干路電流值偏小，從而帶來系統(tǒng)誤差．
故答案為：（1）AD�。�2）2.0　1.50　1.0（3）BC　（4）不是．

點評：本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻實驗的數(shù)據(jù)和定值電阻電流及電壓數(shù)據(jù)的處理，并能用圖象法求出電勢和內(nèi)電阻．