题目内容

19．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路．闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1，电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U-I直线．请回答下列问题：

（1）根据图乙中的M、N两条直线可知BC．
A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
（2）图象中两直线交点处电路中的工作状态是ABC．
A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端
B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W
D．电源的效率达到最大值
（3）根据图乙可以求得定值电阻R0=2.0Ω，电源电动势E=1.50，内电阻r=1.0Ω．

分析 （1）定值电阻的U-I图线是正比图线，电源的U-I图线是向下倾斜的图线；
（2）两个图线的交点是将电阻和电源直接相连时电路中的电压和电流值；
（3）定值电阻的U-I图线是正比图线，斜率表示电阻；电源的U-I图线的纵轴截距表示电动势，斜率表示内电阻；

解答 解：（1）由图可知电压传感器1测电源的路端电压，电压传感器2测R0两端的电压；电流传感器测电路中的电流；
由图可知，M图象中的电压随电流的增大而增大，故M应为R0两端的电压；而N图象中电压随电流的增大而减小，符合闭合电路的欧姆定律U=E-Ir，故N显示的是电源的输出电压与电流的关系；故选BC；   
（2）A、当定值电阻和电源的电流、电压相等时，一定是电阻直接与电源相连；故滑动变阻器是短路，滑片达到最左侧；故A正确；
B、滑动变阻器短路时，外电阻与内电阻最接进，故电源输出功率最大，故B正确；
C、此时电阻的电压为1V，电流为0.5A，故功率为0.5W，故C正确；
D、此时外电阻最小，效率最低，故D错误；
故选：ABC；        
（3）定值电阻的U-I图线是正比图线，图线的斜率表示电阻，为2.0Ω；图线N的纵轴截距表示电动势，为1.50V；斜率表示内电阻，为1.0Ω；
故答案为：（1）BC；（2）ABC；（3）2.0，1.50，1.0

点评 本题关键是正确理解电路结构，明确定值电阻的U-I图象和电源电动势的U-I图象的物理意义和区别，然后根据具体数据进行判断．

练习册系列答案
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（2）保持极板上的电荷量Q不变，两极板的正对面积S也不变，增大两极板间的距离d，则静电计的示数将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）保持Q、S、d都不变，在两极板间插入电介质（有机玻璃板），则静电计的示数将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）保持Q、S、d都不变，在两极板间插入一块金属板，则静电计的示数将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
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