Question

6．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的电路如图1．图2是实验室已有电流表和电压表表盘，要求尽量减小实验误差．现有两种规格的滑动变阻器  A．滑动变阻器（0～50Ω）． B．滑动变阻器（0～200Ω），开关和导线随意选．

（1）实验中滑动变阻器应选用A．（选填相应器材前的字母）
（2）某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图3的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线．

序号	电压 U（V）	电流 I （A）
1	1.45	0.06
2	1.40	0.12
3	1.30	0.24
4	1.25	0.26
5	1.20	0.36
6	1.10	0.48

（3）根据（2）中所画图线可得出干电池的电动势E=1.5V，内电阻r=0.83Ω．
（4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．定性画出PU关系的关系曲线（图4）．（用E、r为已知量，标出图线与坐标轴交点坐标和极值点坐标）

Answer 1

分析 （1）根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）应用描点法作出图象；
（3）根据电源的U-I图象求出电源电动势与内阻；
（4）求出电源输出功率表达式，根据图象及函数关系确定对应的图象；

解答 解：（1）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选C；
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示；

（3）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势E=1.5V，
电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.6}$≈0.83Ω；
（4）电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而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．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；电源输出功率P═-$\frac{1}{r}$U²+$\frac{E}{r}$U，故P-U 图象为开口向下的二次函数故图象如图所示；
故答案为：（1）A       
（2）如图        
（3）1.5   0.83  
（4）如图      

点评 本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的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