Question

我们都有这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电池没电了”.有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用，某同学为了检验此人的做法是否合理，设计了下面的实验：

(1)该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘成如图乙所示的U-I图象，由图象可知：新电池电动势E₁=___________V，内阻r₁=___________Ω,旧电池电动势E₂=___________V，内阻r₂=___________Ω.

(2)计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率(手电筒的小灯泡上标有“3 V  2 W”)

(3)计算上小题中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少？

Answer 1

(1)E₁=1.5 V，r₁=0.3 Ω,E₂=1.2 V,r₂=4 Ω

(2)51%  (3)0.37 W  0.38 W

解析：(1)E₁=1.5 V，r₁=0.3 Ω,E₂=1.2 V,r₂=4 Ω.

(2)由题意得，小灯泡电阻为：，如果将新旧电池搭配使用(串联)，由闭合电路欧姆定律得：,电路总功率：

    P=I(E₁+E₂)=0.83 W,电灯泡消耗功率：P_L=I²R_L=0.42 W.

    电源的效率：η=×100%=51%.

(3)对于旧电池，其提供的电功率：P₂=IE₂=0.37 W

其内阻消耗的电功率：=I²r₂=0.38 W.