Question

20．在實(shí)驗(yàn)室里小王同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器等實(shí)驗(yàn)器材測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻（如圖所示）．改變電路的外電阻R，通過電壓傳感器和電流傳感器測(cè)量不同阻值下電源的路端電壓和電流，輸入計(jì)算機(jī)，自動(dòng)生成U-I圖線，如圖（a）所示．

（1）由圖（a）可得干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，干電池的內(nèi)電阻為2Ω；
（2）做完實(shí)驗(yàn)后，小王同學(xué)在上面的實(shí)驗(yàn)器材中去掉電壓傳感器，改變電路的外電阻R，通過電流傳感器（無內(nèi)阻）測(cè)量不同阻值下的電流，畫出R-l/I圖線也可以求得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，請(qǐng)寫出小王同學(xué)所作圖象的函數(shù)關(guān)系式R=$\frac{E}{I}$-r；
（3）現(xiàn)有一小燈泡，其U-I特性曲線如圖（b）所示，若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是0.27W．

Answer 1

分析 （1）電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻．
（2）由閉合電路的歐姆定律求出R與$\frac{1}{I}$的表達(dá)式．
（3）在小燈泡伏安特性曲線上作出電源的U-I圖象，求出兩圖象的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流與電壓值，然后由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由圖2所示圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)為：E=1.5V，
電源內(nèi)阻為：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-0}{0.75-0}$=2Ω．
（2）在閉合電路中E=I（r+R），則R=$\frac{E}{I}$-r．
（3）由圖象可知，燈泡與該干電池組成串聯(lián)電路時(shí)，燈泡兩端電壓U=0.9V，電路電流I=0.3A，燈泡實(shí)際功率P=UI=0.9V×0.3A=0.27W．
故答案為：（1）1.5；2Ω；（2）R=$\frac{E}{I}$-r；（3）0.27．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用、求燈泡實(shí)際功率等問題；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．