Question

【題目】某同學(xué)對(duì)紐扣鋰電池的特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．該類(lèi)電池的內(nèi)阻約為1 kΩ～5 kΩ，電動(dòng)勢(shì)標(biāo)稱(chēng)值為3 V．現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材：

A．電壓表V1：量程3 V，內(nèi)阻約20 kΩ

B．電壓表V2：量程6 V，內(nèi)阻約10 kΩ

C．定值電阻1 kΩ

D．定值電阻20 kΩ

E．滑動(dòng)變阻器一只(0～50 kΩ)，待測(cè)紐扣鋰電池，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)若干．

(1)實(shí)驗(yàn)原理見(jiàn)圖甲，請(qǐng)選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，在圖中的小虛線(xiàn)框里標(biāo)出所選取的器材編號(hào)_______．

(2)該同學(xué)測(cè)量出路端電壓U和干路電流I，作出UI曲線(xiàn)如圖乙，可知電池的短路電流是________ mA，電動(dòng)勢(shì)是________ V，內(nèi)阻為________ kΩ.

(3)當(dāng)路端電壓為1.5 V時(shí)，負(fù)載消耗的電功率為________ mW.

Answer 1

【答案】2.64(2.60～2.65均可)2.94(2.90～2.95均可)1.11(1.08～1.15均可)1.94(1.90～1.95均可)

【解析】

（1）因路端電壓大于R兩端的電壓，可用電壓表B測(cè)量路端電壓，電壓表A測(cè)量R0的電壓；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得電壓U與電流I的表達(dá)式，結(jié)合圖象的數(shù)學(xué)意義，可得到該電池的短路電流，求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；
（3）當(dāng)路端電壓為1.5V時(shí)，由圖象讀出電流，由P=UI求得電源的輸出功率；

（1）圖中，閉合電路中路端電壓大于兩端的電壓，可用電壓表B測(cè)量路端電壓，電壓表A測(cè)量的電壓，電阻選用定值電阻C足夠，因?yàn)殡娫磧?nèi)阻較大，如圖所示；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：，當(dāng)時(shí)，，由圖可知，圖象的縱軸截距大小等于電池的電動(dòng)勢(shì)，故電池的電動(dòng)勢(shì)．
短路時(shí)，，則由圖知，短路電流為
圖象的斜率的絕對(duì)值等于電池的內(nèi)阻，則

（3）當(dāng)路端電壓為時(shí)，由圖象讀出電流，由得電源的輸出功率。