题目内容
2.在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中,某次实验得到的电源的U-I图线(实验电路为纯电阻电路)如图(a)所示.(1)由图(a)实验图线的拟合方程可得,该电源的电动势E=2.83V,内阻r=1.03Ω.
(2)根据实验测得该电源的路端电压U、流过电源的电流I数据,若令y=UI,x=$\frac{U}{I}$,则由计算机拟合得出的y-x图线如图(b)所示,则图线最高点A点的坐标x=1.03Ω,y=1.94W(结果保留3位有效数字).
(3)若该电池组电池用旧了,重复该实验,请在图(b)中定性画出旧电池组的y-x图线.
分析 (1)根据闭合电路欧姆定律进行分析,结合图象对应的函数关系可求得电动势和内电阻;
(2)根据P=I2R进行分析,得出功率最大值的表达式即可求解;
(3)明确旧电池的变化,从而根据功率公式分析可能得出的图象.
解答 解:(1)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,则由图象可知,电动势E=2.83V,r=k=1.03Ω;
(2)由题意可知,y=IU=P出,
x=$\frac{U}{I}$=R;
功率P=I2R=($\frac{E}{R+r}$)2R=$\frac{{E}^{2}}{\frac{(r+R)^{2}}{R}}$=$\frac{{E}^{2}}{\frac{(R+r)^{2}}{R}+4r}$
因此当R=r=1.03Ω时,电源的输出功率最大,P1=$\frac{{E}^{2}}{4r}$=$\frac{2.83}{4×1.03}$=1.94Ω;
(3)(1)当电池用旧了,E减小,r增大,当R=r时,P=$\frac{{E}^{2}}{4r}$最大;图线峰值降低且右移;故可得出图(1)和图(2)所示图象;
(2)x=$\frac{U}{I}$=R一定,由于E减小,r增大,y=IU=$\frac{{E}^{2}}{\frac{(r+R)^{2}}{R}}$变小,图线降低;可得出图(3)所示图象.
故可能的图象如图所示;
故答案为:(1)2.83;1.03;(2)1.03;2.94;(3)如图所示,任选一个均是正确的.
点评 本题考查闭合电路欧姆定律的实验以及功率公式的应用,要注意明确电源输出功率最大值的表达式以及推导过程,明确最大值的结论.
练习册系列答案
相关题目
12.如图所示,一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各点的磁感应强度B大小相等,方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向).若导线环上载有如图所示的恒定电流I,则下列说法正确的是( )
A. | 导电圆环所受安培力方向竖直向上 | |
B. | 导电圆环所受安培力方向竖直向下 | |
C. | 导电圆环所受安培力的大小为2BIR | |
D. | 导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ |
13.如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生偏折,那么( )
A. | 光是从真空射入介质 | |
B. | 介质的折射率是1.73 | |
C. | 光在介质中传播速度为1.73×108 m/s | |
D. | 反射光线与折射光线的夹角是90° |
17.如图所示的电路中,L1、L2、L3均为“6V,3W”的灯泡,变压器为理想变压器,各电表均为理想电表;当a、b端接在u=Umsin100πt的交变电压时,三只灯泡均正常发光.下列说法中正确的是( )
A. | 交流电的频率为100Hz | B. | 电压表的示数为18V | ||
C. | 电流表的示数为0.5A | D. | 变压器原副线圈的匝数比为3:l |
12.关于能量转化与守恒的理解,下列说法中正确的是( )
A. | 凡是能量守恒的过程就一定会发生 | |
B. | 摩擦生热的过程是不可逆过程 | |
C. | 热传递的过程不存在方向性 | |
D. | 由于能量的转化过程符合能量守恒定律,所以不会发生能源危机 |