Question

兩位同學在實驗室利用如圖（a）所示的電路測定定值電阻R₀、電源的電動勢E和內電阻r，調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學記錄了電流表A和電壓表V₁的測量數(shù)據(jù)，另一同學記錄的是電流表A和電壓表V₂的測量數(shù)據(jù)．并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示的兩條U-I直線．回答下列問題：
Ⅰ．根據(jù)兩位同學描繪的直線，可知圖線

 

（填“甲”或“乙”）是根據(jù)電壓表V₁和電流表A的數(shù)據(jù)所描繪的．
Ⅱ． 圖象中兩直線的交點表示

 

A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最右端    B．在本電路中該電源的輸出功率此時是最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W      D．在本電路中外電路消耗的功率此時是最大值
Ⅲ．根據(jù)圖（b），可以求出定值電阻R₀=

 

Ω，電源電動勢E=

 

V，內電阻 r=

 

Ω．

Answer 1

分析：本題Ⅰ的關鍵是首先根據(jù)歐姆定律和閉合電路歐姆定律寫出關于U和I的函數(shù)式，然后再與U-I圖象對比即可求解；Ⅱ的關鍵是明確兩種U-I圖象的交點含義是定值電阻

R

0

與電源組成了閉合電路時的電流和電壓值，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律以及電源的輸出功率與外電阻的關系即可求解；Ⅲ的關鍵是根據(jù)兩種U-I圖象斜率、和縱軸截距的物理意義求解即可．

解答：解：Ⅰ：根據(jù)歐姆定律可知：

U

2

=IR，所以乙圖線是根據(jù)電壓表

V

2

和電流表A的數(shù)據(jù)描繪的；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：

U

1

=E-Ir=-rI+E，所以甲圖線是根據(jù)電壓表

V

1

與電流表A的數(shù)據(jù)描繪的．
Ⅱ：A、由上面的分析可知，兩圖線的交點表示定值電阻

R

0

與電源組成了一個閉合電路，即此時變阻器的電阻為零，滑動觸頭應滑到最左端，所以A錯誤；
B、由U-I圖象可得：

R

0

=

1.0

0.5

Ω=2Ω，r=

1.5-1.0

0.5

Ω=1Ω，根據(jù)電源最大輸出功率的條件是R=r可知，B錯誤；
C、定值電阻消耗的功率為：P=

I 2   R

0

=

0.5

2

×2W=0.5W，所以C正確；
D、根據(jù)電源輸出功率與外電阻圖象（如圖所示）可知，D正確．
故選CD．
Ⅲ：由U-I圖象乙圖線可求出：

R

0

=

1.0

0.5

=2Ω，由甲圖線可求出電動勢：E=1.5V，內電阻：r=1Ω
故答案為：Ⅰ、甲；
Ⅱ、CD；
Ⅲ、2，1.5，1．

點評：遇到圖象問題，首先要根據(jù)物理規(guī)律寫出縱軸物理量與橫軸物理量的表達式，然后再根據(jù)斜率、截距的物理意義求解即可；有關電源最大輸出功率問題，應根據(jù)

P

出

-R圖象求解．