题目内容
【题目】某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中.利用了如下实验器材:电压表,电阻箱(阻值范围0~999.9);开关、导线若干.
(1)用笔画代替导线,请将图1甲中器材连接成实验电路___________;
(2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R,读取与R对应的电压表的示数U,并将相应的数据转化为坐标点描绘在U-U/R图中.请将图1乙、丙中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中(用“+”表示),并画出U-U/R图线__________;
(3)根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=____V,内电阻测量值r =_____Ω.(保留3位有效数字)
(4)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大.同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图3所示的P-R和P-U图象.若已知甲电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是____(选填选项的字母).
【答案】 2.93V(2.85~3.00V) 1.34Ω(1.25~1.40Ω) BC
【解析】(1)根据原理图可连接对应的实物图,如图所示;
②根据描出的点用直线将各点拟合,得出图象如图所示;
(3)根据闭合电路欧姆定律可得,则可知,图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故E=2.93V;图象的斜率表示内阻,故有;
(4)根据电源的输出功率规律可知,当内外电阻相等时输出功率最大,如果外电阻大于内电阻时,随着电阻的增大,输出功率将越来越小,由可知,电动势相同,内阻越小的乙输出功率越大,故B正确A错误;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.由A的分析可知,乙输出的功率比甲的大;而当外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零;故C正确,D错误.