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11.某同學在測定電源電動勢E、內(nèi)電阻r實驗中,用下列器材組裝成了一個電路:
電壓表V1、電壓表V2、電流表、滑動變阻器R、小燈泡、電池、電鍵一個,導線若干.實驗時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,多次測量后發(fā)現(xiàn)若電壓表V1的示數(shù)增大,則電壓表V2的示數(shù)減小.該同學每一次操作后,同時記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù),經(jīng)多次測量后分別描繪了a、b兩條U-I圖線,如圖所示.

(1)請在方框內(nèi)畫出電路圖.
(2)電池的電動勢E=3.0V、內(nèi)阻r=2Ω.
(3)在U-I坐標中兩條圖線相交時電池的效率為66.7%.

分析 (1)測電源電動勢與內(nèi)阻實驗時,電壓表測路端電壓,隨滑動變阻器接入電路阻值的增大,電壓表示數(shù)增大;燈泡兩端電壓隨滑動變阻器阻值增大而減��;根據(jù)電壓表示數(shù)變化確定各電路元件的連接方式,然后作出實驗電路圖.
(2)電源的U-I圖象與縱軸的交點示數(shù)是電源的電動勢,圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻.
(3)由圖象求出兩圖線的交點對應(yīng)的電壓與電流,然后由P=UI及效率公式求出電池組的效率.

解答 解:(1)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻實驗中,電壓表測路端電壓,電壓表示數(shù)隨滑動變阻器接入電路阻值的增大而增大;描繪小燈泡伏安特性曲線實驗中,電流表測流過燈泡的電流,燈泡兩端電壓隨滑動變阻器接入電路電阻的增大而減小;調(diào)節(jié)滑動變阻器時,電壓表V1的示數(shù)增大,則電壓表V2的示數(shù)減小,V1則測路端電壓,V2測燈泡兩端電壓,電路圖如圖所示.

(2)電源的U-I圖象是一條傾斜的直線,由圖象可知,電源電動勢E=3.0V,電源內(nèi)阻r=\frac{△U}{△I}=\frac{3-2}{0.5}=2Ω
(3)由圖所示圖象可知,兩圖象的交點坐標,即燈泡電壓UL=2.0V,此時電路電流I=0.5A,
電池的效率η=\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}=\frac{UI}{EI}=\frac{2}{3}=66.7%.
故答案為:(1)電路圖如圖所示;(2)3.0;2;(3)66.7%

點評 電源的U-I圖象與縱軸的交點是電動勢,圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻,求電源內(nèi)阻時要注意看清楚縱軸坐標起點數(shù)據(jù)是多少,否則容易出錯.

練習冊系列答案
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