Question

【题目】“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，其中R0是阻值为5Ω的定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。

（1）某同学按照实验电路连接，闭合电键后，移动滑动变阻器滑片，DIS系统采集数据后，得到如图（b）所示的U﹣I图，则该同学在实验中可能出现的不当操作是_____。

（2）该同学发现操作不当之处，改正后重新实验，得到如图（c）所示的U﹣I图，根据图象可知电源电动势为_____V，内阻为_____Ω。

（3）在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中，R上功率的变化情况是_____；电源效率的变化情况是_____。

Answer 1

【答案】电压传感器正负极接反 2.9 2 先增大后减小 减小

【解析】

（1）根据图中电压的情况判断不当操作；

（2）电源的伏安特性曲线中，电压轴的截距代表电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源内阻和定值电阻之和；

（3）把定值电阻等效到电源内部，充当电源内阻，则外电路中只有滑动变阻器，再根据当内外电阻之和相等时，电源输出功率最大分析。

（1）由图b可知，测量电压为负，说明电压传感器正负极接反；

（2）电源的伏安特性曲线中，电压轴的截距代表电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源内阻；由图c可知，电源电动势为：E＝2.90V

内阻为：，则r＝7Ω﹣5Ω＝2Ω

（3）把定值电阻等效到电源内部，充当电源内阻，则等效内阻为：r′＝7Ω；此时滑动变阻的功率等于等效电源的输出功率，又当内外电阻之和相等时，电源输出功率最大，滑动变阻器的阻值先减小到7Ω，此过程功率逐渐增大；电阻继续减小，则功率又开始减小，即在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中，R上功率的先增大后减小；电源的效率为：，滑动变阻器电阻减小，则U减小，故电源的效率减小；