某同學(xué)用如圖甲所示電路探究某一型號(hào)電池的輸出電壓U與輸出電流I的關(guān)系．電路原理圖如圖甲所示，圖中R0為阻值等于5.0Ω的定值電阻，電壓表視為理想電壓表．
（1）請(qǐng)將圖乙所示的實(shí)驗(yàn)器材連成實(shí)驗(yàn)電路．
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（2）若電壓表V2的讀數(shù)為2.0V，則電源的輸出電流I=
 
A；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到電壓表V1的示數(shù)U1隨電壓表V2的示數(shù)U2的U1-U2曲線如圖丙所示，由此可知電池內(nèi)阻
 
（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為
 
A，電源的最大輸出功率為
 
W．
分析：本題的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出電壓
U
 
1
關(guān)于電壓
U
 
2
的函數(shù)表達(dá)式，然后通過圖象求出縱軸截距與斜率的值，再求出E和r，本題的難點(diǎn)是借助于電源的輸出功率與外電阻圖象得出變阻器阻值R=0時(shí)電源輸出功率最大的條件．
解答：解：（1）根據(jù)電路圖畫實(shí)物連線如圖所示，
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（2）根據(jù)歐姆定律有I=
U
R
 
0
=
2
5
A=0.4A．
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=
U
 
1
+
U
 
2
R
 
0
r，可變形為
U
 
1
=E-
rU
 
2
R
 
0
，可見
U
 
1
-
U
 
2
圖象的斜率大小K=
r
R
 
0
，由于圖象為傾斜直線，故電源內(nèi)阻是常數(shù)．
根據(jù)圖象求出斜率大小為K=
△U
 
1
△U
 
2
=0.2，所以
r
R
 
0
=0.2，解得r=1.0Ω，
又縱軸截距等于電動(dòng)勢(shì)，故E=1.5V，所以短路電流為
I
 
短
=
E
r
=1.5A，又根據(jù)題意當(dāng)
P
 
出
-R圖象可知當(dāng)R=0時(shí)電源輸出功率最大，則有I=
E
r
+R
 
0
=
1.5
1.0+5.0
A=0.25A，所以電源的最大輸出功率
P
 
m
=
I
2
 
R
 
0
=0.25×0.25×5.0W=0.3125W
故答案為（1）如圖，（2）0.4A，（3）是，1.5A，0.3125
點(diǎn)評(píng)：應(yīng)熟記電源的輸出功率
P
 
出
-R圖象，如圖所示，由圖象可知當(dāng)外電阻R=r時(shí)，電源的輸出功率最大，且最大功率
E
2
 
4r
，當(dāng)R＞r時(shí)，R越小電源的輸出功率越大．
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練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?海淀區(qū)一模）實(shí)驗(yàn)題（1）某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的實(shí)驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺的測(cè)量頭（如圖乙所示）測(cè)量相鄰兩條亮條紋間的距離，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條亮條紋（將這一條條紋確定為第一亮條紋）的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的讀數(shù)情況如圖丙所示；轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第6亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的讀數(shù)情況如圖丁所示．則圖丙的讀數(shù)x1=
1.98
1.98
mm；圖丁的讀數(shù)x2=
10.78
10.78
mm．實(shí)驗(yàn)中所用的雙縫間的距離d=0.20mm，雙縫到屏的距離L=60cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的光的波長λ=
5.9×10-7
5.9×10-7
m．

（2）電阻的測(cè)量
一個(gè)未知電阻Rx，阻值大約為10kΩ-20kΩ．為了較為準(zhǔn)確的測(cè)定其電阻值，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：
電壓表V�。砍�3V、內(nèi)阻約為3kΩ）
（量程15V、內(nèi)阻約為15kΩ）
電流表A1   （量程200μA、內(nèi)阻約為100Ω）
電流表A2   （量程5mA、內(nèi)阻約為10Ω）
電流表A3   （量程0.6A、內(nèi)阻約為1Ω）
電源        電動(dòng)勢(shì)為3V
滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為200Ω
開關(guān)S
a．在實(shí)驗(yàn)中電壓表量程應(yīng)選
3V
3V
，電流表應(yīng)選
A1
A1
．
b．為了盡可能減少誤差，請(qǐng)你在虛線框中畫出本實(shí)驗(yàn)的電路圖．
c、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要用筆滑線代替導(dǎo)線，將圖7所需的實(shí)物連接起來．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?惠州二模）（1）某同學(xué)用如圖1所示的裝置測(cè)定重力加速度：
①電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為
220V
220V
，頻率
50Hz
50Hz
．
②打出的紙帶如圖2所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的
乙
乙
端應(yīng)和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
③實(shí)驗(yàn)中在紙帶上連續(xù)打出點(diǎn)1、2、3、…、9，如圖2所示，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度為
9.4
9.4
m/s2．
④當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請(qǐng)列出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖闹饕?!--BA-->
空氣阻力、摩擦阻力
空氣阻力、摩擦阻力
．

（2）某同學(xué)在做測(cè)金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，取一根粗細(xì)均勻的康銅絲，其中有兩個(gè)步驟是用螺旋測(cè)微器測(cè)出康銅絲的直徑d和用伏安法測(cè)量的康銅絲的電阻R．
①用螺旋測(cè)微器測(cè)量康銅絲直徑如丙圖所示，由圖可知其直徑為
1.880
1.880
mm．
②圖乙是測(cè)量康銅絲電阻的原理圖，根據(jù)原理圖在如圖甲所示的實(shí)物圖中補(bǔ)全未畫出的連線．
③閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片P移到
a端
a端
（填“a端”或“b端”），利用上面的電路圖測(cè)出的電阻值比真實(shí)值
偏小
偏小
（填“偏大”或“偏小”）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．他們將拉力傳感器一端與細(xì)繩相連，另一端固定在小車上，用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大小；小車后面的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，通過拴在小車上的紙帶，可測(cè)量小車勻加速運(yùn)動(dòng)的速度與加速度．圖乙中的紙帶上A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是50Hz交流電源．

①由圖乙，AB兩點(diǎn)間的距離為S1=3.27cm，AC兩點(diǎn)間的距離為S2=
8.00
8.00
cm，小車此次運(yùn)動(dòng)經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度vB=
0.400
0.400
m/s，小車的加速度a=
1.46
1.46
m/s2；（保留三位有效數(shù)字）
②要驗(yàn)證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測(cè)出的物理量外，實(shí)驗(yàn)中還要使用
天平
天平
來測(cè)量出
小車的總質(zhì)量
小車的總質(zhì)量
；
③由于小車受阻力f的作用，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措施中必要的是
A
A

A、適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑
B、應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量M
C、定滑輪的輪軸要盡量光滑
（2）某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱．實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ），電阻箱（阻值范圍0～99.9Ω）；開關(guān)、導(dǎo)線若干．
①請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖，在圖乙中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路；
②實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變并記錄電阻箱R的阻值，記錄對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的若干組 R、U的數(shù)據(jù)．根據(jù)圖丙所示，表中第4組對(duì)應(yīng)的電阻值讀數(shù)是
13.9
13.9
Ω；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
電阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
電壓U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
③請(qǐng)推導(dǎo)
1
U
與
1
R
的函數(shù)關(guān)系式（用題中給的字母表示）
1
U
=
1
E
+
r
ER
1
U
=
1
E
+
r
ER
，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖丁所示的
1
U
-
1
R
圖線，由圖線得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=
2.86
2.86
V，內(nèi)電阻r=
5.86
5.86
Ω．（保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：2005年北京市海淀區(qū)高考物理一模反饋試卷（解析版） 題型：解答題

實(shí)驗(yàn)題（1）某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的實(shí)驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺的測(cè)量頭（如圖乙所示）測(cè)量相鄰兩條亮條紋間的距離，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條亮條紋（將這一條條紋確定為第一亮條紋）的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的讀數(shù)情況如圖丙所示；轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第6亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的讀數(shù)情況如圖丁所示．則圖丙的讀數(shù)x1=______mm；圖丁的讀數(shù)x2=______mm．實(shí)驗(yàn)中所用的雙縫間的距離d=0.20mm，雙縫到屏的距離L=60cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的光的波長λ=______m．

（2）電阻的測(cè)量
一個(gè)未知電阻Rx，阻值大約為10kΩ-20kΩ．為了較為準(zhǔn)確的測(cè)定其電阻值，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：
電壓表V （量程3V、內(nèi)阻約為3kΩ）
（量程15V、內(nèi)阻約為15kΩ）
電流表A1   （量程200μA、內(nèi)阻約為100Ω）
電流表A2   （量程5mA、內(nèi)阻約為10Ω）
電流表A3   （量程0.6A、內(nèi)阻約為1Ω）
電源        電動(dòng)勢(shì)為3V
滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為200Ω
開關(guān)S
a．在實(shí)驗(yàn)中電壓表量程應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______．
b．為了盡可能減少誤差，請(qǐng)你在虛線框中畫出本實(shí)驗(yàn)的電路圖．
c、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要用筆滑線代替導(dǎo)線，將圖7所需的實(shí)物連接起來．

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科目：高中物理 來源：廣東省模擬題 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)，電阻箱(阻值范圍0～99.9Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干。
（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖，在圖乙中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變并記錄電阻箱R的阻值，記錄對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的若干組R、U的數(shù)據(jù)。根據(jù)圖丙所示，表中第4組對(duì)應(yīng)的電阻值讀數(shù)是_________Ω；
（3）請(qǐng)推導(dǎo)的函數(shù)關(guān)系式（用題中給的字母表示）_________，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖丁所示的圖線，由圖線得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E =_________V，內(nèi)電阻r =_________Ω。（保留三位有效數(shù)字）

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