Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組在測量電池組的電動勢和內(nèi)電阻中．利用了如下實(shí)驗(yàn)器材：電壓表，電阻箱（阻值范圍0～999.9）；開關(guān)、導(dǎo)線若干．

（1）用筆畫代替導(dǎo)線，請將圖1甲中器材連接成實(shí)驗(yàn)電路___________；

（2）某同學(xué)開始做實(shí)驗(yàn)，先把變阻箱阻值調(diào)到最大，再接通開關(guān)，然后逐次改變電阻箱接入電路的阻值R，讀取與R對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)點(diǎn)描繪在U-U/R圖中.請將圖1乙、丙中電阻箱和電壓表所示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)點(diǎn)描繪在圖2所示的坐標(biāo)系中（用“+”表示），并畫出U-U/R圖線__________；

（3）根據(jù)圖2中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組電動勢的測量值E=____V，內(nèi)電阻測量值r =_____Ω.（保留3位有效數(shù)字）

（4）不同小組的同學(xué)分別用不同的電池組（均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成）完成了上述的實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大.同學(xué)們選擇了內(nèi)電阻差異較大的甲、乙兩個電池組進(jìn)一步探究，對電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系，以及電池組的輸出功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系進(jìn)行了猜想，并分別畫出了如圖3所示的P-R和P-U圖象.若已知甲電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是____（選填選項(xiàng)的字母）.

Answer 1

【答案】 2.93V（2.85~3.00V） 1.34Ω（1.25~1.40Ω） BC

【解析】（1）根據(jù)原理圖可連接對應(yīng)的實(shí)物圖，如圖所示；

②根據(jù)描出的點(diǎn)用直線將各點(diǎn)擬合，得出圖象如圖所示；

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，則可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動勢，故E=2.93V；圖象的斜率表示內(nèi)阻，故有；

（4）根據(jù)電源的輸出功率規(guī)律可知，當(dāng)內(nèi)外電阻相等時輸出功率最大，如果外電阻大于內(nèi)電阻時，隨著電阻的增大，輸出功率將越來越小，由可知，電動勢相同，內(nèi)阻越小的乙輸出功率越大，故B正確A錯誤；當(dāng)內(nèi)阻和外阻相等時，輸出功率最大；此時輸出電壓為電動勢的一半．由A的分析可知，乙輸出的功率比甲的大；而當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于電源的電動勢，此時輸出功率為零；故C正確，D錯誤．