Question

18．為了測定電源電動勢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)計了如圖甲所示的電路，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，通過電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，用計算機(jī)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線，請回答下列問題：

（1）根據(jù)圖乙中的M、N兩條直線可知BC；
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)繪得的
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)繪得的
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)繪得的
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)繪得的
（2）圖乙中兩直線M、N交點處所對應(yīng)的電路中的工作狀態(tài)是ABC
A．滑動變阻器的滑頭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）電源電動勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=1Ω．

Answer 1

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

解答 解：（1）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，一定經(jīng)過原點，故圖線M是根據(jù)電壓表V₂和電流表A的數(shù)據(jù)畫得的；
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；故BC正確，AD錯誤；
故選：BC；   
（2）A、當(dāng)定值電阻和電源的電流、電壓相等時，一定是電阻直接與電源相連；故滑動變阻器是短路，故A正確；
B、滑動變阻器短路時，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錯誤；
故選：ABC；        
（3）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，斜率表示電阻，為R₀=$\frac{1.0}{0.5}$=2Ω；
（4）由U=E-Ir可知，圖線N的縱軸截距表示電動勢，故電動勢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

點評 本題關(guān)鍵要明確定值電阻的U-I圖象和電源電動勢的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．同時注意明確兩圖象的交點為電阻的工作點；并且當(dāng)內(nèi)外電阻相等時輸出功率最大；而如果達(dá)不到內(nèi)外電阻相等時，內(nèi)外電阻越接近時，輸出功率越大．