Question

用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內阻r，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。

A．電壓表V₁(量程6 V、內阻很大)   B．電壓表V₂(量程4 V、內阻很大)

C．電流表A(量程3 A、內阻很小)     D．滑動變阻器R(最大阻值10 Ω、額定電流4 A)

E．小燈泡(2 A、7 W)               F．電池組(電動勢E、內阻r)

G．開關一只，導線若干

實驗時，調節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V₁的示數(shù)增大，則電壓表V₂的示數(shù)減小。

(1)請將設計的實驗電路圖在圖甲中補充完整。

(2)每一次操作后，同時記錄電流表A、電壓表V₁和電壓表V₂的示數(shù)，組成兩個坐標點(I，U₁)、(I，U₂)，標到U－I坐標系中，經過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動勢E＝________V、內阻r＝________Ω。(結果保留兩位有效數(shù)字)

(3)在U－I坐標中兩條圖線在P點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為

________Ω，電池組的效率為________。

Answer 1

 (1)先作出測量電源內阻和電動勢的電路圖，然后在此基礎上增加伏

安特性曲線電路，需要注意，小燈泡額定電壓為3.5 V，且電阻較小，故伏特表直接與小燈泡并聯(lián)，而電壓表則測量路端電壓，電路如圖所示。（2分）

(2)根據(jù)圖象可知，傾斜的直線為計算電源電動勢和內阻的圖線，該圖線的縱截距為電動勢大小，圖線斜率的絕對值為電源內阻大小。據(jù)此可知電動勢E＝5.5 V，r＝1.0 Ω.（ 每空2分）

(3)由圖象可知，小燈泡兩端電壓為3.5 V，電源內電壓為2 V，故滑動變阻器連入電路阻值為0Ω. （1分）

電源的效率為η＝×100%＝64%.（2分）