Question

3．利用伏安法測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差．
（1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖1中的甲（選填“甲”或“乙”）．
（2）某位同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)將對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在如圖2所示的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)畫出U-I圖線．
（3）根據(jù)（2）中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.89Ω．（保留兩位有效數(shù)字）
（4）實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化．如圖3示意圖中能正確反映P-U關(guān)系的是C．

Answer 1

分析 （1）分析圖示電路結(jié)構(gòu)，再根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，從而確定對(duì)應(yīng)的電路圖；
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象；
（3）根據(jù)電源的U-I圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻；
（4）求出電源輸出功率表達(dá)式，明確電源的輸出功率隨外電阻的變化而變化的規(guī)律，從而確定對(duì)應(yīng)的圖象．

解答 解：（1）干電池內(nèi)阻較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表外接，應(yīng)選題甲所示電路圖；
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出電源的U-I圖象如圖所示；
（3）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是1.50，則電源電動(dòng)勢(shì)為：E=1.5V，
電源內(nèi)阻為：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.56}$≈0.89Ω；
（4）電壓表測(cè)量路端電壓，其示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器的阻值增大而增大；而當(dāng)內(nèi)阻和外阻相等時(shí)，輸出功率最大；此時(shí)輸出電壓為電動(dòng)勢(shì)的一半．外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)輸出功率為零；故符合條件的圖象應(yīng)為C． 
故答案為：（1）甲；（2）如圖所示；（3）1.5；0.89；（4）C

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路選擇、實(shí)驗(yàn)器材選擇、作圖象、求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻等問(wèn)題，要知道實(shí)驗(yàn)原理，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法；電源的U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢(shì)圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻．