Question

4．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．

（1）应该选择的实验电路是图1中的甲（选填“甲”或“乙”）．
（2）现有电流表（0～0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0～15V）
B．电压表（0～3V）
C．滑动变阻器（0～50Ω）
D．滑动变阻器（0～500Ω）
实验中电压表应选用B；滑动变阻器应选用C． （选填相应器材前的字母）
（3）某位同学已经将记录数据的对应点标在图2的坐标纸上，请你作出恰当的图线后，依据图线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，图3的个示意图中正确反映P-U关系的是C．

Answer 1

分析 （1）分析图示电路结构，然后答题；
（2）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；
（3）根据坐标系内描出的点作出图象；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，然后答题．

解答 解：（1）干电池内阻较小，为减小实验误差，应选题甲所示电路图；
（2）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；
（3）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；

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；故符合条件的图象应为C．
故答案为：（1）甲；（2）B；C；（3）1.5（1.49～1.51均正确）；0.83（0.81～0.85均正确）；（4）C．

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．