题目内容
【题目】图1所示的电路。测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
双量程电流表:A(量程0~0.6A,0~3A);
双量程电压表:V(量程0~3V,0~15V);
滑动变阻器:R1(阻值范0~20Ω,额定电流2A);
滑动变阻器:R2(阻值范0~1000Ω,额定电流1A)
①为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用电流表的量程为__________A,电压表的量程为__________V,应选用滑动变阻器__________(填写滑动变阻器符号)。
②通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图2中画出了U-I图线。由图象可以得出,此干电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。
③根据实验测得的I、U数据。若令
,
,则由计算机拟合得出的
图线应是图3中的________(选填“a”、“b”或“c”)。其余两条图线分别是令
和
得出的。
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【答案】
1.45V 1.3
c
【解析】
(1)[1][2]由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表,估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;
[3]由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~20Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~1000Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象;
所以滑动变阻器选R1;
(2)[4]由图示电源的U-I图象可知,电源的电动势为
;
[5]图象斜率的绝对值等于电源的内阻,内阻为
;
(3)[6]由题意可知,y=IU,由P=UI可知,纵坐标应为输出功率,根据电源的输出功率的性质可知,当内外电阻相等时电源的输出功率最大,故对应的图象应为c。