Question

5．某同学用如图1所示的电路测量-节干电池的电动势和内阻．

（1）现有以下器材：
A．待测干电池
B．电流表（0～0.6A）
C．电压表（0～15V）
D．电压表（0～3V）
E．滑动变阻器（0～20Ω）
F．滑动变阻器（0～200Ω）
G．开关和导线若干
实验中电压表应选用D；滑动变阻器应选用E（选填相应器材前的字母）．
（2）实验已将测得的多组电流表和电压表的值，标在了U-I图象上，作出U-I图线，并根据图象求得电池的电动势E=1.5，电池的内阻r=0.83（保留2位有效数字）．
（3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化．图3中的各示意图中正确反映P-U关系的是C．

Answer 1

分析 （1）根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）应用描点法作出图象；根据电源的U-I图象求出电源电动势与内阻；
（3）求出电源输出功率表达式，然后答题．

解答 解：（1）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选D，为方便实验操作，滑动变阻器应选总阻值较小的E；
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示；
由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势E=1.5V，
电源内阻：r=$\frac{1.5-1.0}{0.6}$=0.83Ω；
（5）电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C．
故答案为：（1）D；E（2）图线见下图；1.5；  0.83      （3）C

点评 本题考查了测量电源的电动势和内电阻实验中的实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻．