题目内容

【题目】某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中.利用了如下实验器材:电压表,电阻箱(阻值范围0~999.9Ω);开关、导线若干.

(1)用笔画代替导线,请将图1甲中器材连接成实验电路;
(2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相应的数据转化为坐标点描绘在U﹣ 图中.请将图1乙、丙中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+”表示),并画出U﹣ 图线;
(3)根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=V,内电阻测量值r=Ω.(保留3位有效数字)
(4)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大.同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图3所示的P﹣R和P﹣U图象.若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是(选填选项的字母).

【答案】
(1)
(2)
(3)2.93,1.30
(4)BC
【解析】解:(1)根据原理图可连接对应的实物图,如图1所示;(2)根据描出的点用直线将各点拟合,得出图象如图2所示;(3)根据闭合电路欧姆定律可得:U=E﹣ r

则可知,图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故E=2.93V;图象的斜率表示内阻,故有:r= =1.30Ω;(4)⑤A、根据电源的输出功率规律可知,当内外电阻相等时输出功率最大,如果外电阻大于内电阻时,随着电阻的增大,输出功率将越来越小,由P= 可知,电动势相同,内阻越小的乙输出功率越大,B图合题意,A不符合题意;

C、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.由A的分析可知,乙输出的功率比甲的大;而当外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零;C符合题意,D不符合题意.

所以答案是:BC.

所以答案是;(1)如图1所示;(2)如图2所示;(3)2.93,1.30;④(4)BC.

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