Question

（2009?奉賢區(qū)一模）為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R₀的阻值，某同學(xué)利用DIS設(shè)計了如右上圖所示的電路．閉合電鍵S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算機分別描繪了如右下圖所示的M、N兩條U-I直線．請回答下列問題：

（1）根據(jù)圖中的M、N兩條直線可知

BC

A．直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
B．直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
C．直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
D．直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
（2）圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是

AC

A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端     B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W       D．電源的效率達到最大值
（3））根據(jù)圖象可以求得電源內(nèi)電阻r=

1

Ω．

Answer 1

分析：（1）由電路圖分析可知，R減小時，電流增大，R₀的電壓增大，電壓表₂的讀數(shù)變大，而路端電壓變小，即可電壓表1的讀數(shù)變小，則可判斷M、N兩條直線分別是哪兩個電表測量所得．
（2）圖象中兩直線交點處表示R₀的兩端電壓等于路端電壓，即可知R=0，外電阻最小，可分析電源的效率，由公式P=UI求出R₀上消耗的功率．
（3）由圖線N，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析圖線的縱軸截距和斜率的意義，即可求出電源的電動勢和內(nèi)阻．

解答：解：（1）分別分析電路圖和圖象，找出對應(yīng)關(guān)系．由電路圖分析可知，當(dāng)R減小時，電路中電流I增大，R₀的兩端電壓增大，則電壓表2的讀數(shù)變大，而路端電壓變小，即可電壓表1的讀數(shù)變小，則可判斷直線M是根據(jù)電壓表2和電流表的數(shù)據(jù)畫得的，直線N是根據(jù)電壓表1和電流表的數(shù)據(jù)畫得的．故BC正確．
故選BC
（2）A、圖象中兩直線交點處表示兩電壓表讀數(shù)相等，則R₀的兩端電壓等于路端電壓，即可知R=0，滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端．故A正確．
B、由N圖線的斜率大小可求出電源的內(nèi)阻為r=

△U

△I

=

1.5-1.0

0.5

Ω=1Ω，R₀=

U

I

=

1.0

0.5

Ω=2Ω，r＜R₀，故電源的輸出功率不是最大．故B錯誤．
C、定值電阻R₀上消耗的功率為P=UI=0.5×1W=0.5W．故C正確．
D、此時外電路總電阻最小，路端電壓最小，電源的效率最�。�故D錯誤．
故選AC
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得，U=E-Ir，得，當(dāng)I=0時，U=E，即圖線N的縱軸截距表示電源的電動勢，則讀出電源的電動勢為E=1.5V，圖線N的斜率等于電源的內(nèi)阻，由上知，r=1Ω．
故答案為：（1）BC； （2）AC； （3）1

點評：本題是伏安法測電阻和伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻兩個實驗二合一，關(guān)鍵從實驗原理上來理解，根據(jù)電路的動態(tài)變化分析兩圖線與電表測量值的對應(yīng)關(guān)系．