题目内容
【题目】利用图(a)所示的电路测量电源的电动势和内阻。图(a)中的电流传感器和电压传感器均相当于理想电表,Rx为阻值未知的定值电阻。调节滑动变阻器R的滑动端到某个位置,闭合开关S1,再将开关S2分别接通电路中的c、d两点,由传感器采集电流、电压;重复以上过程,采集多组电流、电压数值,通过计算机绘制出两条图象如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)图(a)中,开关闭合前,滑动变阻器R的滑动端应置于______端(选填“a”或“b”)。
(2)根据图(b)可得电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω,定值电阻的阻值Rx=_____________Ω(均保留2位有效数字)。
(3)两图线交点的纵、横坐标之积可以表示______________。(填正确答案标号)
A.电源的输出功率 B.滑动变阻器R消耗的电功率
C.定值电阻Rx消耗的电功率 D.电源内阻消耗的电功率
【答案】a 6.0(5.8-6.2均正确) 0.50(0.40-0.60均正确) (4.4-4.6均正确) BC
【解析】
(1)[1] 为了电路安全,开关闭合前,滑动变阻器R的滑动端应置于电阻最大处,也就是a端。
[2][3][4]S2接d端时是测知的定值电阻Rx的电路,其U-I图像是一个过原点的倾斜直线,斜率是电阻Rx,所以
S2接c端时是一个测电源电动势和内阻的电路,由闭合电路欧姆定律得:
所以其U-I图中与纵轴的截距是电势电动势,如图所示,可知
电源电动势E=6.0V
斜率的大小
内阻
r=k-Rx=0.40Ω
[6]两图线交点的纵、横坐标是滑动变阻器和定值电阻两端电压和通过电流,所以两图线交点的纵、横坐标之积可以表示滑动变阻器R消耗的电功率和值电阻Rx消耗的电功率,故BC正确;纵坐标不是路端电压,也不是内电压,所以两图线交点的纵、横坐标之积不能表示电源的输出功率和电源内阻消耗的电功率,故AD错误。