Question

（10分）某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中，制成了一个苹果电池，现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻。设计好合适的电路后，调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，记录多组U、I的数据，填入事先设置的表格中，然后逐渐增大铜丝和铁丝插入的深度，重复上述步骤进行实验。按照插入深度逐渐增加的顺序，利用相应的实验数据，在U-I坐标系中绘制图象，如图乙中的a、b、c所示。

⑴实验器材有：电流表（量程1ｍＡ，内阻不计）；电压表（量程1Ｖ，内阻约1k）；
滑动变阻器R₁(阻值0～200Ω)；滑动变阻器R₂ (阻值0～10kΩ)，该电路中应选用滑动变阻器    (选填“R₁”或“R₂”)。
⑵某同学根据正确设计的电路将图甲中实物图连接出一部分，请将剩余部分连接起来。
⑶在该实验中，随电极插入的深度增大，电源电动势    ，电源内阻   （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
⑷图线b对应的电路中，当外电路总电阻R=2000Ω时，该电源的输出功率P=   W（计算结果保留三位有效数字）。

Answer 1

⑴　R₂     （2分）
⑵
    （2分)
⑶ 不变  减小（各2分） 
⑷ 3.20×10^-4 （3.10×10^-4～3.30×10^-4） (2分)

试题分析：（1）电路中电压最大值为1V，若选滑动变阻器R₁，电流超出电流表量程，故滑动变阻器选择R₂；
（2）采用滑动变阻器的限流接法即可，电路如图

（3）根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压与电流的关系为U=E－I（r+R），从图象可知图线的在纵轴的截距为电源电动势，可见E不变，图线的斜率为电源内阻，电极插入越深，内阻越小；
（4）由图线b可知电源内阻r=400Ω，外电路电阻R=2000Ω，电动势E=0.96V，由此得电流I=4×10^-4A，则电源的输出功率为P=I²R=3.20×10^-4W。