Question

18．為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R₀的阻值，某同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，通過(guò)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)，用計(jì)算機(jī)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線(xiàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)圖乙中的M、N兩條直線(xiàn)可知BC；
A．直線(xiàn)M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
B．直線(xiàn)M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
C．直線(xiàn)N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
D．直線(xiàn)N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
（2）圖乙中兩直線(xiàn)M、N交點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的電路中的工作狀態(tài)是ABC
A．滑動(dòng)變阻器的滑頭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
（3）根據(jù)圖乙可以求得定值電阻R₀=2.0Ω．
（4）電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=1Ω．

Answer 1

分析 （1）定值電阻的U-I圖線(xiàn)是正比圖線(xiàn)，電源的U-I圖線(xiàn)是向下傾斜的圖線(xiàn)；
（2）兩個(gè)圖線(xiàn)的交點(diǎn)是將電阻和電源直接相連時(shí)電路中的電壓和電流值；
（3）定值電阻的U-I圖線(xiàn)是正比圖線(xiàn)，斜率表示電阻；
（4）電源的U-I圖線(xiàn)的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)，斜率表示內(nèi)電阻；

解答 解：（1）定值電阻的U-I圖線(xiàn)是正比圖線(xiàn)，一定經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，故圖線(xiàn)M是根據(jù)電壓表V₂和電流表A的數(shù)據(jù)畫(huà)得的；
而N圖象電壓隨電流的增大而減小，故為電源的伏安特性曲線(xiàn)；故BC正確，AD錯(cuò)誤；
故選：BC；   
（2）A、當(dāng)定值電阻和電源的電流、電壓相等時(shí)，一定是電阻直接與電源相連；故滑動(dòng)變阻器是短路，故A正確；
B、滑動(dòng)變阻器短路時(shí)，外電阻與內(nèi)電阻最接近，故電源輸出功率最大，故B正確；
C、此時(shí)電阻的電壓為1V，電流為0.5A，故功率為0.5W，故C正確；
D、外電阻最小，效率最低，故D錯(cuò)誤；
故選：ABC；        
（3）定值電阻的U-I圖線(xiàn)是正比圖線(xiàn)，斜率表示電阻，為R₀=$\frac{1.0}{0.5}$=2Ω；
（4）由U=E-Ir可知，圖線(xiàn)N的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)E=1.5V；斜率表示內(nèi)電阻，為r=$\frac{1.5-1.0}{0.5}$=1.0Ω；
故答案為：（1）BC；（2）ABC；（3）2.0；（4）1.5，1.0

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要明確定值電阻的U-I圖象和電源電動(dòng)勢(shì)的U-I圖象的物理意義和區(qū)別，然后根據(jù)具體數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷．同時(shí)注意明確兩圖象的交點(diǎn)為電阻的工作點(diǎn)；并且當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)輸出功率最大；而如果達(dá)不到內(nèi)外電阻相等時(shí)，內(nèi)外電阻越接近時(shí)，輸出功率越大．