Question

5．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，同時(shí)測(cè)電阻R₀的阻值、電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r，
（1）閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，用V₁、V₂和A測(cè)得并記錄多組數(shù)據(jù)．根據(jù)數(shù)據(jù)描出如圖乙所示的①、②兩條UI圖線，則圖線②是根據(jù)電壓表V₁（填“V₁”或“V₂”）和電流表A的數(shù)據(jù)畫(huà)得的．
（2）根據(jù)圖象求得電源電動(dòng)勢(shì)E的測(cè)量值為3.0V，內(nèi)阻r的測(cè)量值為1.0Ω．（保留兩位有效數(shù)字）
（3）圖線①、②的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器接入閉合電路的阻值為0Ω，此時(shí)電源的總功率為3.0W．

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，判斷電壓表示數(shù)隨電流變化的關(guān)系，然后選擇圖象；
（2）根據(jù)圖象求出電阻兩端電壓與對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出電阻阻值；電源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；
（3）由圖象分析電壓和電流值，再根據(jù)功率公式求得電源的功率．

解答 解：（1）由圖甲所示電路圖可知，電壓表V₁測(cè)路端電壓，它的示數(shù)隨電流的增大而減小，電壓表V₂測(cè)定值電阻兩端電壓，它的示數(shù)隨電流的增大而增大，由圖丙所示圖象可知，直線N的電壓隨電流的增大而減小，直線N是根據(jù)電壓表 V₁和電流表A的數(shù)據(jù)畫(huà)得的．
（2）圖線M是定值電阻電壓電流關(guān)系圖象，直線N是電源電動(dòng)勢(shì)電壓與電流關(guān)系圖象，由圖象M可知，定值電阻阻值為：R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{1.2}{0.6}$=2.0Ω；
圖象N是電源的U-I圖象，由圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是3.0，電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3-2}{1.0}$=1.0Ω．
（3）交點(diǎn)處電壓為2.0V，電流為1.0A，此時(shí)兩電壓表示數(shù)相等，故此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入阻值應(yīng)為零；電源的總功率P=EI=3.0×1=3.0W；
故答案為：（1）V₁； （2）3.0，1.0； （3）0 3.0

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和定值電阻電流及電壓數(shù)據(jù)的處理，并能用圖象法求出電勢(shì)和內(nèi)電阻．電源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．