Question

3．在“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验中，
（1）通过改变电路的外电阻，使用电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，由图线得出电动势和内阻．
（2）某同学将两节干电池、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图甲所示，并将未接导线的A端接C点，实验得到的U-I关系如图乙所示．则每节电池电动势E=1.5V，内阻r=0.25Ω．
（3）接着，该同学将甲图中的A端连到D点，已知定值电阻R=2Ω，请在乙图中作出实验得到的U-I关系图线．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，从而得出实验的基本方法；
（2）根据闭合电路欧姆定律可得出电流电压的关系式，再根据图象即可分析电动势和内电阻，注意所求为一节干电池的电动势和内电阻；
（3）将甲图中的A端连到D点时，相当于将定值电阻等效为电源内阻，根据闭合电路欧姆定律可得出对应的图象．

解答 解：（1）要想通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流，应调节外电阻；
（2）设单个电源的电动势为E，内阻为r，则根据闭合电路欧姆定律可知：U=2E-2Ir
由图可知：2E=3.0V，
解得：E=1.5V；
2r=$\frac{3.0-2.0}{2.0}$=0.5
解得：r=0.25Ω；
（3）该同学将甲图中的A端连到D点，已知定值电阻R=2Ω，则可知，电动势不变，而内阻变为2.25Ω；
由闭合电路欧姆定律可知，当电压为2.0V时，电流应为0.4A，则可得出对应的图象如图所示；
故答案为：（1）改变电路的外电阻；（2）1.5，0.25；（3）如图：

点评 本题考查电源的伏安特性曲线的描述实验，要注意明确实验原理，掌握实验基本方法，同时注意明确图象的应用，能根据图象分析电源的电动势和内电阻．