Question

9．某同學(xué)利用圖a所示電路來(lái)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端緩緩向右移動(dòng)，并逐一記錄第1、2、3、4、5組電壓表和電流表的示數(shù)（電表均視為理想電表），且將數(shù)據(jù)“點(diǎn)”在圖b所示的坐標(biāo)系描出．

（1）請(qǐng)畫出干電池的U-I圖線．
（2）由圖線可知該干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)電阻r=0.67Ω．
（3）給同學(xué)選用的滑動(dòng)變阻器標(biāo)明“10Ω，2.5A”，實(shí)驗(yàn)中當(dāng)記錄第1組數(shù)據(jù)時(shí)滑片大約移動(dòng)了總長(zhǎng)度的C
A．$\frac{1}{4}$長(zhǎng)度       B．$\frac{1}{3}$長(zhǎng)度       
C．$\frac{1}{2}$長(zhǎng)度       D．$\frac{2}{3}$長(zhǎng)度
（4）改變滑動(dòng)變阻器阻值，直至電源輸出功率達(dá)到最大，請(qǐng)?jiān)趫Db上畫出電源的最大輸出功率對(duì)應(yīng)的區(qū)域．

Answer 1

分析 根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象；U-I圖中圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象的斜率等于內(nèi)電阻．當(dāng)R=r時(shí)輸出功率最大．

解答 解：（1）根據(jù)描出點(diǎn)的得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線；
（2）由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)為1.5V；
內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$△=$\frac{1.5-0.5}{1.5}$=0.67Ω．
（2）滑片從左向右移動(dòng)，則電阻從小變大，由圖象可知第一組數(shù)據(jù)的電流值約為0.25A，則：R_總=$\frac{1.5}{0.25}$=6Ω
滑動(dòng)變阻器的接入阻值為：6-0.67=5.33Ω
則滑動(dòng)變阻器上△R=10-5.33=4.67Ω
$\frac{4.67}{10}$≈$\frac{1}{2}$
即記錄第1組數(shù)據(jù)時(shí)滑片大約移動(dòng)了$\frac{1}{2}$長(zhǎng)度，故選：C．
（3）當(dāng)R=r時(shí)輸出功率最大，作出R=0.67Ω時(shí)的U-I圖象與電源U-I圖象交點(diǎn)為輸出功率最大時(shí)路端電壓與電源電流，由P=UI則為矩形部分圖形的面積，如下圖．
故答案為：（1）如圖；（2）1.5；0.67；（3）C；（4）如圖

點(diǎn)評(píng) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)中選擇儀表是常見(jiàn)的一種題型，要求學(xué)生能按照安全性和準(zhǔn)確性的要求進(jìn)行分析，一定要注意判斷圖象與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)是不是短路電流．