Question

2．某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．（要求尽量减小实验误差）
所提供的器材除待测电池还有：

代号	器 材 规 格
A	电流表（A1） 量程0-0.6A，内阻约0.125Ω
B	电流表（A2） 量程0-3A，内阻约0.025Ω
C	电压表（V1） 量程0-3V，内阻约3kΩ
D	电压表（V2） 量程0-15V，内阻约15kΩ
E	滑动变阻器（R1）总阻值约50Ω
F	滑动变阻器（R2）总阻值约1500Ω
G	导线若干，电键K

该同学选择仪器，设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据：

序号	1	2	3	4	5	6
电压U（V）	1.45	1.40	1.30	1.25	1.20	1.10
电流（ A ）	0.060	0.120	0.240	0.260	0.360	0.480

（1）请你推测该同学选择的器材是：电流表为A，电压表为C，滑动变阻器为E（以上均填写器材代号）．
（2）请你推测该同学应该选择的实验电路是图1中的甲（选项“甲”或“乙”）．

（3）该同学已将其中记录的5组数据的对应点标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出 U-I 图线．根据图中所画图线可得出干电池的电动势E=1.50V，内电阻r=0.83Ω（保留到小数点后两位数字）
（4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化，图3的各示意图中正确反映P-U关系的是D．

Answer 1

分析 （1）根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）分析图示电路结构，然后答题；
（3）应用描点法作出图象；根据电源的U-I图象求出电源电动势与内阻；
（4）求出电源输出功率表达式，结合图象利用数学规律即可明确图象的性质．

解答 解：（1）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选C，为方便实验操作，滑动变阻器应选E，由表中数据可知，电流表选择A；
（2）干电池内阻较小，为减小实验误差，应选题甲所示电路图；
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示；

由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势E=1.5V，
电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.6}$≈0.83Ω；
（4）电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，但由于本实验中无法达到外电阻无穷大，故符合条件的图象应为D．
故答案为：（1）A，C，E；（2）甲；（3）如图，1.50，0.83；（4）D

点评 本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻．