Question

14．用如图所示的电路探究闭合电路中电池的电动势和内阻，其中两电压表内阻很大，电阻R₀为5Ω．调节滑动变阻器，电压表V₁的示数U₁和电压表V₂的示数U₂如表

U1（V）	1.41	1.35	1.29	…
U2（V）	0.49	0.75	1.01	…

（1）电源内阻为1Ω，电源的短路电流为1.5A，电源的最大输出功率为0.31W．
（2）该实验存在较大缺陷，应如何改进？电压表V₁的测量范围较小，可适当减小电阻R₀的阻值或者增加电源的电动势．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据利用闭合电路欧姆定律列式，联立即可求得电源的电动势和内阻，即可求得短路电流，根据最大功率公式即可求得电源最大输出功率；
（2）明确电路结构，根据闭合电路欧姆定律即可明确由于内阻较小，所以电压表V₁的测量范围较小误差较大，从而明确改进方法．

解答 解：（1）电压表内阻很大，故可以视为理想电压表，则根据闭合电路欧姆定律可知：
1.41=E-$\frac{0.49}{5}$r
1.35=E-$\frac{0.75}{5}r$
联立解得：E=1.5V，r=1Ω；
则短路电流I_m=$\frac{E}{r}$=$\frac{1.5}{1}$=1.5A；
当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，则最大输出功率P_m=$\frac{{E}^{4}}{4r}$=$\frac{1．{5}^{2}}{4×1}$=0.56W；
（2）由于内阻较小，则电压表V₁的测量范围较小，可适当减小电阻R₀的阻值或者增加电源的电动势；
故答案为：（1）1Ω     　 1.5A      　 0.3125W     （2）电压表V₁的测量范围较小，可适当减小电阻R₀的阻值或者增加电源的电动势．

点评 本题考查了测电源电动势与内阻实验，分析清楚电路结构、知道实验原理是解题的关键，应用闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式可以解题．