Question

為了用同一個(gè)DIS測(cè)量電路，不但能測(cè)量小燈泡的實(shí)際功率，還能測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的電路．其中被測(cè)小燈泡標(biāo)注有“2.4V、0.3A”，共有四個(gè)滑動(dòng)變阻器供實(shí)驗(yàn)中選用，其中：
R₁為“5Ω、1W”R₂為“10Ω、0.5W”
R₃為“10Ω、4W”R₄為“40Ω、4W”
（1）為了“測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”，用電壓傳感器和電流傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)作出圖線．閉合S₁后測(cè)出的U-I圖線如圖（b）所示，根據(jù)圖線可知電池組的內(nèi)阻為_(kāi)_____Ω．
（2）為了“測(cè)量小燈泡的實(shí)際功率與兩端電壓的變化關(guān)系”，根據(jù)圖（b）所示，S₂處于______（選填“斷開(kāi)”或“閉合”）狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器選用______．
（3）如果將小燈泡兩端的連接線斷開(kāi)，直接用多用表的歐姆擋測(cè)量其電阻，測(cè)得的數(shù)值為_(kāi)_____Ω．

Answer 1

【答案】分析：由圖線，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析圖線的縱軸截距和斜率的意義，即可求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．
用歐姆表的時(shí)候就是這個(gè)值，即冷態(tài)電阻值．
解答：解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律得，U=E-Ir，得，當(dāng)I=0時(shí)，U=E，即圖線的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，則讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3.0V，圖線的斜率等于電源的內(nèi)阻，由上知，r=1Ω．
（2）由U₁的讀數(shù)變化從0開(kāi)始到2.7V，即從0開(kāi)始，變阻器必須采用分壓接法（因?yàn)榇��?lián)接法，即使變阻器電阻為最大值電流也不可能為0）．這就要求S₂處于閉合狀態(tài)（S₂斷開(kāi)時(shí)是串聯(lián)接法）．滑動(dòng)變阻器選用R₁，有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差．
（3）由燈泡的U-I線可以看出來(lái)在電流小于0.1A前是直線，斜率大小就是電阻，0.1A時(shí)電壓為0.2V，所以直接用多用表的歐姆擋測(cè)量其電阻，測(cè)得的數(shù)值為2Ω．
故答案為：（1）1（2）閉合，R₃（3）2
點(diǎn)評(píng)：本題是伏安法測(cè)電阻和伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻兩個(gè)實(shí)驗(yàn)二合一，關(guān)鍵從實(shí)驗(yàn)原理上來(lái)理解，根據(jù)電路的動(dòng)態(tài)變化分析兩圖線與電表測(cè)量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系．