Question

14．用如圖所示的電路探究閉合電路中電池的電動勢和內阻，其中兩電壓表內阻很大，電阻R₀為5Ω．調節滑動變阻器，電壓表V₁的示數U₁和電壓表V₂的示數U₂如表

U1（V）	1.41	1.35	1.29	…
U2（V）	0.49	0.75	1.01	…

（1）電源內阻為1Ω，電源的短路電流為1.5A，電源的最大輸出功率為0.31W．
（2）該實驗存在較大缺陷，應如何改進？電壓表V₁的測量范圍較小，可適當減小電阻R₀的阻值或者增加電源的電動勢．

Answer 1

分析 （1）根據表中數據利用閉合電路歐姆定律列式，聯立即可求得電源的電動勢和內阻，即可求得短路電流，根據最大功率公式即可求得電源最大輸出功率；
（2）明確電路結構，根據閉合電路歐姆定律即可明確由于內阻較小，所以電壓表V₁的測量范圍較小誤差較大，從而明確改進方法．

解答 解：（1）電壓表內阻很大，故可以視為理想電壓表，則根據閉合電路歐姆定律可知：
1.41=E-$\frac{0.49}{5}$r
1.35=E-$\frac{0.75}{5}r$
聯立解得：E=1.5V，r=1Ω；
則短路電流I_m=$\frac{E}{r}$=$\frac{1.5}{1}$=1.5A；
當內外電阻相等時，電源的輸出功率最大，則最大輸出功率P_m=$\frac{{E}^{4}}{4r}$=$\frac{1．{5}^{2}}{4×1}$=0.56W；
（2）由于內阻較小，則電壓表V₁的測量范圍較小，可適當減小電阻R₀的阻值或者增加電源的電動勢；
故答案為：（1）1Ω     　 1.5A      　 0.3125W     （2）電壓表V₁的測量范圍較小，可適當減小電阻R₀的阻值或者增加電源的電動勢．

點評 本題考查了測電源電動勢與內阻實驗，分析清楚電路結構、知道實驗原理是解題的關鍵，應用閉合電路歐姆定律求出圖象的函數表達式可以解題．