Question

17．某同学在测定电源电动势E、内电阻r实验中，为了能同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，设计了如图甲所示的电路．由于只有一个电压表V₁，该同学用多用电表的电压挡（如图乙）接在A、B间测量电压．测量过程如下：闭合开关，调节电阻箱，同时记录电阻箱的阻值R、电压表V₁的示数U₁、多用电表的示数U₂，根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I．该同学多次测量后分别描绘了a、b两条U-I图线，如图丙所示．请回答下列问题：
（1）用多用电表电压挡测量时，红表笔应接图甲中的B（填“A”或“B”）点，某次测量如图乙所示，其读数为2.00V；
（2）写出计算流过电阻箱电流的表达式I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$（用U₁、U₂、R表示）；
（3）小灯泡两端电压随电流变化的图象是图丙中的b（填“a”或“b”）；
（4）根据图丙可以求得电源的电动势E=3.0V，内电阻r=2.0Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为1.0W．

Answer 1

分析 （1）根据多用电表的使用方法可知红表笔应接位置； 根据量程可得出对应的读数；
（2）根据欧姆定律可求得流过电阻箱的电流；
（3）根据小灯泡电阻随温度的变化规律可明确对应的图象；
（4）根据电源的图象及闭合电路欧姆定律可求得电源的电动势和内电阻，根据图象的性质可求得最大功率．

解答 解：（1）在接量电压时，红表笔应接正极，故红表笔应接B处，电压表量程为2.5V，故读数为2.00V；
（2）根据电路图可知，电压表测量灯泡两端的电压，多用电表测量路端电压，则由欧姆定律可知：
I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$；
（3）灯泡的电阻随温度的变化而变化，故对应的图象应为b；
（4）由U=E-Ir可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故E=3.0V；内阻r=$\frac{3.0-2.0}{0.5}$=2.0Ω；
当电压最大时，灯泡的功率最大，则P=UI=2.0×0.5=1.0W；
故答案为：（1）B  2.00  （2）$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$  （3）b （4）3.0  2.0　  1.0

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要求能正确分析实验原理，同时能用图象求解电源的电动势和内电阻．