题目内容
【题目】如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一个阻值为2Ω的电阻R0,通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:
(1)R0的作用是____________________;
(2)用作图法在坐标系内作出U-I图线__________;
(3)利用图线,测得电动势E=________V,内阻r =_________ Ω。
(4)某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示。由所得图线可知,被测电池组电动势E=________V,电池组的内阻r=_______Ω。
【答案】保护电源、电表,防止短路; 1.5; 1.0; 30; 5;
【解析】
(1)为了防止电源发生短路,我们常用一定值电阻充当保护电阻;
(2)由描点法将表中各点的坐标描出,再由直线将各点相连即可;
(3)由图象与纵坐标的交点可求得电源的电动势;由图象的斜率可求得内阻与保护电阻之和;因保护电阻已知,则可求出内阻;
(4) 当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,利用这个结论求解即可。
(1) R0接在电源附近,是为了防止当外部短路时,电源出现短路现象,故此电阻在此起保护作用;保护电源、电表防止短路;同时可以减小电阻的测量误差;
(2)先描点,然后用一条直线连接起来,如果不能通过所有点,使曲线两侧的点数大致相同,如图所示;
(3)电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势,故E=1.5V;
斜率表示内电阻,即
故r=3.0-2.0=1.0Ω;
(4) 当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,由图象可以看出,当电阻R=5Ω时,电源的输出功率最大,为45W,故电源内阻为5Ω;
再根据P=I2R=,有:
,解得:
。
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