Question

4．在電學探究實驗課中，某組同學在實驗室利用如圖甲所示的電路圖連接好電路，并用于測定定值電阻R₀，電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學記錄了電流表A和電壓表V₁的測量數(shù)據(jù)，另一同學記錄了電流表A和電壓表V₂的測量數(shù)據(jù)．根據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U-I直線．則有（　　）

• A． 圖象中的圖線乙是電壓表V₁的測量值所對應(yīng)的圖線
• B． 由圖象可以得出電源電動勢和內(nèi)阻分別是E=1.50V，r=1.0Ω
• C． 圖象中的交點表示定值電阻R₀上消耗的功率為0.75W
• D． 圖象中兩直線的交點表示在本電路中該電源的效率達到最大值

Answer 1

分析 由圖可知，V₁測電源的路端電壓，V₂測量R₀兩端的電壓；則兩條U-I圖象表示的意義不同，根據(jù)圖象的意義可知交點的意義，并求出電源的輸出功率及定值電阻R₀上消耗的功率．

解答 解：A、由圖可知，V₁測電源的路端電壓，V₂測量R₀兩端的電壓，路端電壓隨電流增大而減小，定值電阻兩端電壓隨電流增大而增大，由圖乙所示圖象可知，圖線甲是電壓表V₁的測量值所對應(yīng)的圖線，圖線乙是V₂的測量值所對應(yīng)的圖線，故A錯誤；
B、由電源的U-I圖象可知，圖象與總軸的交點縱軸坐標軸是1.5，則電源電動勢E=1.5V，電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}=\frac{1.5-1.0}{0.5}$=1Ω，故B正確；
C、兩圖象交點表示兩電壓表示數(shù)相等，此時滑動變阻器接入電路的阻值為零，只有定值電阻接在電源兩端，由圖象可知，此時電阻兩端電壓為1V，電路電流為0.5A，則當該電源只給定值電阻R₀供電時R₀消耗的功率P=UI=1×0.5=0.5W，故C錯誤；
D、電源的效率為：η=$\frac{{I}^{2}{R}_{外}}{{I}^{2}（r+{R}_{外}）}=\frac{1}{1+\frac{r}{{R}_{外}}}$，外電路電阻R_外越大，電源效率越高，圖象兩直線相交時，外電路電阻最小，電源效率最低，故D錯誤；
故選：B．

點評 本題考查測定電動勢和內(nèi)電阻實驗的數(shù)據(jù)處理方法，要結(jié)合電路分析圖線的意義，注意分析交點及截距等圖象給出的隱含條件．