Question

19．某实验小组为了测量某电池组的电动势和内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图甲中电流表G的满偏电流I_g=100mA，内阻R_g=5Ω，R₀是阻值为3.0Ω的定值电阻，R是最大阻值为10Ω的滑动变阻器，电压表内阻很大．（结果均保留3位有效数字）

（1）由于电流表G的量程太小，故该学习小组欲将电流表G量程扩大为0-0.6a，则需要并联的定值电阻的阻值R₁=1.00Ω．
（2）该学习小组利用测得的电压表的示数U和电流表G的示数I，作出了如图乙所示的I-U图象，则该电池组的电动势E=2.80V，内阻r=5.12Ω．
（3）实验中，随着移动变阻器的滑片，电源的输出功率P会随着电流表G的示数I的变化而发生变化，则如图丙中能正确表示该变化关系的图象是C．

Answer 1

分析 （1）根据电表的改装原理可求出应并联的电阻；
（2）根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式，结合图象进行分析，由图象的性质可求出电动势和内电阻；
（3）根据电源的输出功率的性质可明确对应的图象．

解答 解：（1）根据改装原理可知，R₁=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}=\frac{100×1{0}^{-3}×5}{0.6-100×1{0}^{-3}}=1$.00Ω；
（2）根据闭合电路欧姆定律可知U=E-I（R₀+r），其中I=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}}+{I}_{g}$
则可知，短路电流I₁=0.54A，当电压为U₂=2.00V时，电流I₂=0.15A；
则由闭合电路欧姆定律可知：
E=I₁r；
E=U₂+I₂r
联立解得：r=5.12Ω，E=2.80V；
（3）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；故符合条件的图象应为C．
故选：C
故答案为：（1）1.00； （2）2.80； 5.12；（3）C

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，知道应用图象处理数据的方法，能正确根据电表的改装原理进行改装．