Question

10．如图1所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电阻．改变电路的外电阻R，通过电压、电流传感器测量不同阻值下电源的端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，如图（2）所示．

（1）由图可得干电池的电动势为1.5V，干电池的内电阻为2Ω；
（2）做完实验后，小王同学在上面的实验器材中去掉电压传感器，改变电路的外电阻R，通过电流传感器测量不同阻值下的电流，画出R-$\frac{1}{I}$图线也可以求得电源的电动势和内电阻．图线的截距的绝对值表示电源的内阻，斜率表示电动势．
（3）现有一小灯泡，其U-I特性曲线如图（3）所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是0.27W．

Answer 1

分析 （1）电源的U-I图象与纵轴的交点是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源的内阻．
（2）由闭合电路的欧姆定律求出R与$\frac{1}{I}$的表达式，从而明确图象所表示的电动势和内电阻的求法；
（3）在小灯泡伏安特性曲线上作出电源的U-I图象，求出两图象的交点对应的电流与电压值，然后由P=UI求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）由U=E-Ir可知，图2所示图象可知，电源电动势为：
E=1.5V，
电源内阻为：
r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-0.3}{0.6-0}$=2Ω．
（2）在闭合电路中有：E=I（r+R），则有：R=$\frac{E}{I}$-r．结合图象规律可知，图象截距的绝对值表示内阻，而图象的斜率表示电动势；
（3）由图象可知，灯泡与该干电池组成串联电路时，灯泡两端电压U=0.9V，电路电流I=0.3A，灯泡实际功率为：
P=UI=0.9V×0.3A=0.27W．
故答案为：（1）1.5，2；（2）截距的绝对值，斜率；（3）0.27．

点评 本题考查了求电源电动势与内阻、闭合电路欧姆定律的应用、求灯泡实际功率等问题；要掌握应用图象法处理实验数据的方法．