Question

（9分）用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內阻r，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。
A．電壓表V₁（量程6V、內阻很大）
B．電壓表V₂（量程 4V、內阻很大）
C．電流表A（量程 3A、內阻很小）
D．滑動變阻器R（最大阻值 10Ω、額定電流 4A）
E．小燈泡（2A、7W）
F．電池組（電動勢）
E、內阻 r
G．開關一只，導線若干
實驗時，調節滑動變阻器的阻值，多次測量后發現：若電壓表V₁的示數增大，則電壓表V₂的示數減小。
（1）請將設計的實驗電路圖在圖甲中補充完整。
（2）每一次操作后，同時記錄電流表 A、電壓表V₁和電壓表V₂的示數，組成兩個坐標點（I，U₁），標到U）、（I，U₂I坐標中，經過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動勢E＝_____V、內阻r＝_____ 。（結果保留兩位有效數字）
（3）在U－I坐標中兩條圖線在P點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為________Ω，電池組的效率為________（結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

（1）電路如圖所示．（2分）（2） E＝5.5 V，   r＝1.0 Ω. （ 每空2分）（3） 0Ω. （1分）64%.（2分）

試題分析：（1）測量電源電動勢和內阻，需要測量干路電流和路端電壓，描繪小燈泡伏安特性曲線，需要測量小燈泡端電壓和電流，所以選擇電壓表測量燈泡電壓，若電壓表V₁的示數增大，則電壓表V₂的示數減小，說明滑動變阻器和小燈泡串聯，電路圖如答案。（2）路端電壓，路端電壓與電流為線性關系，圖像為一條傾斜的直線，縱軸截距代表電動勢即，斜率即內阻。（3）傾斜直線代表路端電壓和干路電流，而燈泡的伏安特性曲線表示燈泡兩端的電壓和電流，交點P表示路端電壓等于燈泡電壓，此時滑動變阻器電壓為0，滑動變阻器阻值等于0，保持兩位有效數字即。電池組的效率即燈泡功率與電路總功率的比值即。