Question

13．為了測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材：待測電源；直流電流表；直流電壓表；滑動(dòng)變阻器；開關(guān)；導(dǎo)線若干．

①請(qǐng)?jiān)趫D1的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
②滑動(dòng)變阻器處于最大電阻時(shí)閉合開關(guān)，滑片移動(dòng)到靠近中部的某位置過程中，電壓示數(shù)僅在2.89～2.95V內(nèi)小幅變動(dòng)，由此現(xiàn)象可判斷B
A．電動(dòng)勢為2.95V
B．滑動(dòng)變阻器最大阻值比電源內(nèi)阻大很多倍
C．電流表讀數(shù)變化量一定也很小
D．若滑片繼續(xù)移動(dòng)減小電阻，變化幅度仍不會(huì)超過1V
③某同學(xué)在進(jìn)行實(shí)物連線時(shí)，連接成了如圖2所示的實(shí)物連線圖，并進(jìn)行了正確的測量和記錄，得到的U與I關(guān)系圖象如圖3所示，由此可求得的電源電動(dòng)勢E=3V，內(nèi)阻r=0.4Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)伏安法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的原理連接實(shí)物電路圖．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)用歐姆定律分析答題．
（3）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與圖象分析答題

解答 解：（1）伏安法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，電流傳感器（電流表）測電路電流，電壓傳感器（電壓表）測路端電壓，根據(jù)實(shí)物電路圖可得出對(duì)應(yīng)的原理圖如圖所示；
（2）滑動(dòng)變阻器處于最大電阻時(shí)閉合電鍵，滑片移動(dòng)到靠近中部的某位置過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，電路電流增大，內(nèi)電壓增大．路端電壓減小，電壓傳感器讀數(shù)僅在2.73～2.86V內(nèi)小幅變動(dòng)；
A、外電路斷路，即外電阻無窮大時(shí)，電壓傳感器示數(shù)等于電源電動(dòng)勢，電動(dòng)勢大于2.86V，故A錯(cuò)誤；
B、滑動(dòng)變阻器最大阻值比電源內(nèi)阻大很多倍，滑動(dòng)變阻器阻值變化一半時(shí)，路端電壓變化2.86-2.73=0.13V，路端電壓變化很小，說明電源內(nèi)阻很小，遠(yuǎn)小于滑動(dòng)變阻器阻值，故B正確；
C、路端電壓變化量小，但不能判斷出電流傳感器讀數(shù)變化量一定也很小，故C錯(cuò)誤；
D、若滑片繼續(xù)移動(dòng)減小電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為零，即外電路短路時(shí)，電壓傳感器表示數(shù)為零，電壓傳感器變化幅度會(huì)大于2.73V，故D錯(cuò)誤；
故選B．
（3）由圖b所示電路圖可知，滑動(dòng)變阻器左右兩部分電阻并聯(lián)后接入電路，當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)，兩部分電阻相等，并聯(lián)電阻阻值最大，路端電壓最大，由圖c所示圖示可知，此時(shí)路端電壓為U=2.8V，流過一個(gè)支路的電流為0.25A，由于兩支路電壓與電阻都相等，則兩支路電流相等，干路電流為I=0.25×2=0.5A；當(dāng)干路電流相等時(shí)，路端電壓相等，由圖c所示圖象可知，路端電壓U′=2.7V時(shí)，干路電流I′=0.15+0.60=0.75A，則閉合電路中，電源電動(dòng)勢E=U+Ir，則：E=2.8+0.5×r，e=2.7+0.75×r，解得：E=3V，r=0.4Ω．
故答案為：（1）實(shí)物電路圖如圖所示；（2）B；（3）3；0.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻，要掌握伏安法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的原理；求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻難度較大，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、由圖象獲取所需數(shù)據(jù)是正確解題的前提．