Question

用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。

A．电压表V₁（量程6V、内阻很大）

B．电压表V₂（量程3V、内阻很大）

C．电流表A（量程3A、内阻很小）

D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）

E．小灯泡（2A、5W）

F．电池组（电动势E、内阻r）

G．开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小。

（1）请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中补充完整。

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点（I，U₁）、（I，U₂），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如下图所示，则电池组的电动势E＝    V、内阻r＝     Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为     Ω，电池组的效率为             （结果保留两位有效数字）。

               

Answer 1

【命题立意】本题考查双测电路，既能测量电源电动势和内阻，又能测量小灯泡的伏安特性曲线。

【思路点拨】在双测电路中有两种形式：一种是通过单刀双掷开关实现，其本质就是两个测量电路测量不同的物理量；另一种形式就是通过多个电表测量多个物理量，然后根据电路知识得到不同的物理量。在具体解答时根据不同题目选择解题思路。

【答案】（每空2分）（1）如右图所示；（2）4.5   1.0 （3）0  56%  【解析】（1）先作出测量电源内阻和电动势的电路图，然后在此基础上增加伏安特性曲线电路，需要注意，小灯泡额定电压为2.5V，且电阻较小，故伏特表直接与小灯泡并联，而电压表则测量路端电压，电路如右图所示。（2）根据图象可知，倾斜的直线为计算电源电动势和内阻的图线，该图线的纵截距为电动势大小，图线斜率的绝对值为电源内阻大小。据此可知电动势E＝4.5V，r＝1.0Ω（3）由图象可知，小灯泡两端电压为2.5V，电源内电压为2V，故滑动变阻器连入电路阻值为0。电源的效率为×100%=56%。