Question

7．（1）如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路，其中R₀为定值，电阻R为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机（未画出）相连，该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了$\frac{1}{I}$为纵坐标，由图乙中图线可得到该电源的电动势为4.5V；
（2）现由三个规格相同的小灯泡，标出值为“2.5V、0.6A”，每个小灯泡的I-U特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，A灯恰好正常发光，则电源的内阻r=2.5Ω，图甲中定值电阻R₀=2Ω．

Answer 1

分析 （1）分析电路结构根据闭合电路欧姆定律列式，再结合图象进行变形，从而明确应采用的坐标；再根据图象性质分析电动势和内电阻；
（2）根据电路结构分析电路中的电流和路端电压，再根据闭合电路欧姆定律分析求解，从而求出灯泡内阻和定值电阻．

解答 解：（1）由电路图可知，本实验采用电流表与电阻箱串联的方式进行实验，由闭合电路欧姆定律可知：
I=$\frac{E}{r+R+R_{0}}$
变形可得：
$\frac{1}{I}$=$\frac{r+R_{0}}{E}$+$\frac{1}{E}R$
故纵坐标应选取$\frac{1}{I}$；
由图可知，图象的斜率k=$\frac{1}{E}$=$\frac{2-1}{4.5}$；
解得：E=4.5V；r+R=4.5
（2）A灯泡正常发光，故电压为2.5V，电流I=0.6A；两并联灯泡电流I'=0.3A，则电压U’=0.5V；故路端电压U=2.5+0.5=3V；
电流为0.6A；
由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir
代入数据解得r=$\frac{4.5-3}{0.6}$=2.5Ω；
则可知R₀=2Ω
故答案为：（1）$\frac{1}{I}$  4.5       （2）2.5    2

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验以及灯泡伏安特性曲线的应用，要注意明确闭合电路欧姆定律的应用，同时注意灯泡内阻随沉默温度的变化而变化，故只能根据图象分析对应的电压和电流，不能利用欧姆定律求解灯泡电阻．