Question

10．在“测电源电动势和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线，如图所示．两个电源的电动势分别为E₁、E₂，内阻分别为r₁、r₂．如果外电路分别接入相同的电阻R，则两个电源的（　　）

• A． 路端电压和电流不可能同时相等
• B． 输出功率不可能相等
• C． 总功率不可能相等
• D． 效率不可能相等

Answer 1

分析 研究电源外特性曲线与坐标轴交点的物理意义，可判断E₁＞E₂，r₁＞r₂；根据根据图象结合功率公式可明确路端电压及功率及效率关系．

解答 解：由闭合电路欧姆定律U=E-Ir，得
当I=0，U=E，U-I图线与U轴的交点表示断路，U=E，
图线斜率大小表示r
则可判断出E₁＞E₂，r₁＞r₂
A、作出R的U-I图象，斜率表示电阻，如果其通过题目图中的两条线的交点，则U₁=U₂且I₁=I₂；此时输出功率P=UI，则输出功率相等；故AB错误；
C、电源消耗的总功率P=EI，要满足P₁=P₂，由于E₁＞E₂，必须满足I₁＜I₂，如图所示：

故对于图中所示的情况，可能有P₁=P₂；故C错误；
D、电源的效率η=$\frac{U}{E}$×100%=$\frac{R}{R+r}$×100%；由图可知，电源1的内电阻较大，则电源1的效率较低，它们不可能相等；故D正确；

故选：D．

点评 本题考查测电动势和内电阻实验中的数据处理，要注意正确应用图象进行分析；物理图线关键在于图线的物理意义，能根据闭合电路欧姆定律求解电路问题，难度适中．