Question

14．如图1所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R₀，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：

U（V）	1.2	1.0	0.8	0.6
I（A）	0.10	0.17	0.23	0.30

（1）用作图法在图2中坐标系内作出U-I图线；
（2）利用图线，测得电动势E=1.5V，内阻r=1.0Ω（答案保留两位有效数字）．
（3）某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图3所示．由所得图线可知，被测电池组电动势E=30V，电池组的内阻r=5Ω．

Answer 1

分析 （1）先描点，然后用一条直线连接起来，如果不能通过所有点，使曲线两侧的点数大致相同；
（2）电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势；斜率表示内电阻；
（3）当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，利用这个结论求解即可．

解答 解：（1）先描点，然后用一条直线连接起来，如果不能通过所有点，使曲线两侧的点数大致相同，如图所示；

（2）电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E=1.5V；
斜率表示内电阻，即R₀+r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.2-0.6}{0.3-0.1}$=3.0Ω，
故r=3.0-2.0=1.0Ω；
（3）当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图象可以看出，当电阻R=5Ω时，电源的输出功率最大，为45W，故电源内阻为5Ω；
再根据P=I²R=（$\frac{E}{R+r}$）²R，有：45=（$\frac{E}{5+5}$）²×5，解得：E=30V．
故答案为：（1）如图所示；（2）1.5； 1.0； （3）30，5．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验；要注意明确实验原理，知道电源的U-I图象的物理意义； 同时明确“当内外电阻相等时，电源的输出功率最大”的结论．