Question

用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。

A．电压表V₁(量程6 V、内阻很大)   B．电压表V₂(量程4 V、内阻很大)

C．电流表A(量程3 A、内阻很小)     D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流4 A)

E．小灯泡(2 A、7 W)               F．电池组(电动势E、内阻r)

G．开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小。

(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整。

(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点(I，U₁)、(I，U₂)，标到U－I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。(结果保留两位有效数字)

(3)在U－I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为

________Ω，电池组的效率为________。

Answer 1

 (1)先作出测量电源内阻和电动势的电路图，然后在此基础上增加伏

安特性曲线电路，需要注意，小灯泡额定电压为3.5 V，且电阻较小，故伏特表直接与小灯泡并联，而电压表则测量路端电压，电路如图所示。（2分）

(2)根据图象可知，倾斜的直线为计算电源电动势和内阻的图线，该图线的纵截距为电动势大小，图线斜率的绝对值为电源内阻大小。据此可知电动势E＝5.5 V，r＝1.0 Ω.（ 每空2分）

(3)由图象可知，小灯泡两端电压为3.5 V，电源内电压为2 V，故滑动变阻器连入电路阻值为0Ω. （1分）

电源的效率为η＝×100%＝64%.（2分）