Question

18．某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路，同时测电阻R₀的阻值、电源的电动势E及内阻r．
（1）闭合电键S，移动滑动触头P，用 V₁、V₂和A测得并记录多组数据．根据数据描出如图乙所示的①、②两条U-I直线，则直线②是根据电压表V₁（填“V₁”或“V₂”）和电流表A的数据画得的；
（2）根据图象求得电源电动势E的测量值为3.0V，内电阻r的测量值为1.0Ω（保留两位有效数字）；
（3）直线①、②的交点对应滑动变阻器接入闭合电路的阻值为0Ω，此时电源的总功率为3.0W．

Answer 1

分析 （1）分析电路结构，判断电压表示数随电流变化的关系，然后选择图象；
（2）根据图象求出电阻两端电压与对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值；电源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；
（3）由图象分析电压和电流值，再根据功率公式求得电源的功率．

解答 解：
（1）由图甲所示电路图可知，电压表V₁测路端电压，它的示数随电流的增大而减小，电压表V₂测定值电阻两端电压，它的示数随电流的增大而增大，由图丙所示图象可知，直线N的电压随电流的增大而减小，直线N是根据电压表 V₁和电流表A的数据画得的．
（2）图线M是定值电阻电压电流关系图象，直线N是电源电动势电压与电流关系图象，由图象M可知，定值电阻阻值
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{1.2}{0.6}$=2.0Ω；图象N是电源的U-I图象，由图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，电源电动势E=3.0V，电源内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3-2}{1.0}$=1.0Ω．
（3）交点处电压为2.0V，电流为1.0A，此时两电压表示数相等，故此时滑动变阻器接入阻值应为零；电源的总功率P=EI=3.0×1=3W；
故答案为：（1）V₁； （2）3.0，1.0； （3）0 3

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验的数据和定值电阻电流及电压数据的处理，并能用图象法求出电势和内电阻．电源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．