Question

【題目】“用DIS測電源的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖（a）所示，其中R0是阻值為5Ω的定值電阻，滑動變阻器R的最大阻值為10Ω。

（1）某同學(xué)按照實(shí)驗(yàn)電路連接，閉合電鍵后，移動滑動變阻器滑片，DIS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)后，得到如圖（b）所示的U﹣I圖，則該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的不當(dāng)操作是_____。

（2）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)操作不當(dāng)之處，改正后重新實(shí)驗(yàn)，得到如圖（c）所示的U﹣I圖，根據(jù)圖象可知電源電動勢為_____V，內(nèi)阻為_____Ω。

（3）在滑動變阻器滑片從最左端逐漸向右移動的過程中，R上功率的變化情況是_____；電源效率的變化情況是_____。

Answer 1

【答案】電壓傳感器正負(fù)極接反 2.9 2 先增大后減小 減小

【解析】

（1）根據(jù)圖中電壓的情況判斷不當(dāng)操作；

（2）電源的伏安特性曲線中，電壓軸的截距代表電源電動勢，圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻和定值電阻之和；

（3）把定值電阻等效到電源內(nèi)部，充當(dāng)電源內(nèi)阻，則外電路中只有滑動變阻器，再根據(jù)當(dāng)內(nèi)外電阻之和相等時，電源輸出功率最大分析。

（1）由圖b可知，測量電壓為負(fù)，說明電壓傳感器正負(fù)極接反；

（2）電源的伏安特性曲線中，電壓軸的截距代表電源電動勢，圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻；由圖c可知，電源電動勢為：E＝2.90V

內(nèi)阻為：，則r＝7Ω﹣5Ω＝2Ω

（3）把定值電阻等效到電源內(nèi)部，充當(dāng)電源內(nèi)阻，則等效內(nèi)阻為：r′＝7Ω；此時滑動變阻的功率等于等效電源的輸出功率，又當(dāng)內(nèi)外電阻之和相等時，電源輸出功率最大，滑動變阻器的阻值先減小到7Ω，此過程功率逐漸增大；電阻繼續(xù)減小，則功率又開始減小，即在滑動變阻器滑片從最左端逐漸向右移動的過程中，R上功率的先增大后減小；電源的效率為：，滑動變阻器電阻減小，則U減小，故電源的效率減小；