Question

為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r和電阻R₀．某同學(xué)利用DIS設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路．閉合開關(guān)S₀將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測(cè)得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I圖線．請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)圖乙中的M、N兩條圖線可知：

BC

（填寫選項(xiàng)前的字母）
A．直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
B．直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)硒得的
C．直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
D．直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
（2）根據(jù)圖乙可以求得電源電動(dòng)勢(shì)E=

1.50

V，內(nèi)電阻r=

1.0

Ω，電阻R₀=

2.0

Ω
（3）對(duì)應(yīng)于圖乙中兩直線交點(diǎn)處的電路工作狀態(tài)是：

AC

（填寫選項(xiàng)前的字母）
A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最左端    B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W       D．電源的效率達(dá)到最大值．

Answer 1

分析：①由電路圖可知，電壓傳感器1測(cè)電源的輸出電壓，電壓傳感器2測(cè)量R₀兩端電壓，則根據(jù)兩處電壓的特點(diǎn)可知兩圖的意義；
②由圖象與縱軸的交點(diǎn)可確定電動(dòng)勢(shì)，由交點(diǎn)的數(shù)據(jù)可利用閉合電路歐姆定律求得內(nèi)阻；
③兩圖象相交點(diǎn)說(shuō)明此時(shí)兩電壓傳感器的示數(shù)相等，則根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)可分析此種現(xiàn)象的原因，并可求得電源的效率及R₀消耗的功率．

解答：解：由圖可知電壓傳感器1測(cè)電源的路端電壓，電壓傳感器2測(cè)R₀兩端的電壓；電流傳感器測(cè)電路中的電流；
（1）由圖可知，M圖象中的電壓隨電流的增大而增大，故M應(yīng)為R₀兩端的電壓；而N圖象中電壓隨電流的增大而減小，符合閉合電路的歐姆定律U=E-Ir，故N顯示的是電源的輸出電壓與電流的關(guān)系；故選BC； 
 （2）由N圖縱軸的交點(diǎn)為1.50V，則可知電源電動(dòng)勢(shì)為1.50V；
由交點(diǎn)可知，電源的路端電壓為1.0V，此時(shí)電流為0.5A，則由閉合電路歐姆定律可知：
r=

E-U

I

=1.0Ω；
R₀=

U

I

=2.0Ω，
（3）兩圖象相交說(shuō)明R₀兩端的電壓等于電源的輸出的電壓；故說(shuō)明此時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)短路，電源直接接在了R₀兩端，故滑動(dòng)變阻器接在了最左端，故A正確；
此時(shí)電源的輸出功率等于R₀的功率，故R₀消耗的功率P=UI=1.0×0.5W=0.5W；故C正確；
因?yàn)殡娫吹妮敵龉β嗜�決于內(nèi)電阻與外電阻的關(guān)系，當(dāng)內(nèi)電阻等于外電阻時(shí)輸出功率最大，r＜R₀，故電源的輸出功率不是最大，故B錯(cuò)誤；
外電阻越大，電源的效率越高，故電源的效率沒(méi)有達(dá)到最大，故D錯(cuò)誤；
故選AC；
故答案為：（1）BC；（2）1.50；1.0，2.0
（3）AC

點(diǎn)評(píng)：測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中要注意數(shù)據(jù)的處理時(shí)主要應(yīng)用了圖象法，要將公式與圖象聯(lián)系在一起理解．