Question

18．為了測定電源電動勢E的大小、內電阻r和定值電阻R₀的阻值，某同學利用傳感器設計了如圖甲所示的電路，閉合電鍵S，調節滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，通過電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數據，用計算機分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線，請回答下列問題：

（1）根據圖乙中的M、N兩條直線可知BC
A．直線M是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據繪得的
B．直線M是根據電壓傳感器2和電流傳感器的數據繪得的
C．直線N是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據繪得的
D．直線N是根據電壓傳感器2和電流傳感器的數據繪得的
（2）圖乙中兩直線M、N交點處所對應的電路中的工作狀態是ABC．
A．滑動變阻器的滑頭P滑到了最左端       B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W        D．電源的效率達到最大值
（3）根據圖乙可以求得定值電阻R₀=2Ω；
（4）電源電動勢E=1.5V，內電阻r=1Ω．

Answer 1

分析 （1）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，電源的U-I圖線是向下傾斜的圖線；
（2）兩個圖線的交點是將電阻和電源直接相連時電路中的電壓和電流值；
（3）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，斜率表示電阻；
（4）電源的U-I圖線的縱軸截距表示電動勢，斜率表示內電阻．

解答 解：（1）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，一定經過原點，故圖線M是根據電壓表V₂和電流表A的數據畫得的；
而N圖象電壓隨電流的增大而減小，故為電源的伏安特性曲線；故BC正確，AD錯誤；
故選：BC；   
（2）A、當定值電阻和電源的電流、電壓相等時，一定是電阻直接與電源相連；故滑動變阻器是短路，故A正確；
B、滑動變阻器短路時，外電阻與內電阻最接近，故電源輸出功率最大，故B正確；
C、此時電阻的電壓為1V，電流為0.5A，故功率為0.5W，故C正確；
D、外電阻最小，效率最低，故D錯誤；
故選：ABC；        
（3）定值電阻的U-I圖線是正比圖線，斜率表示電阻，為R₀=$\frac{1.0}{0.5}$=2Ω；
（4）由U=E-Ir可知，圖線N的縱軸截距表示電動勢，故電動勢E=1.5V；斜率表示內電阻，為r=$\frac{1.5-1.0}{0.5}$=1.0Ω；
故答案為：（1）BC；（2）ABC；（3）2；（4）1.5，1．

點評 本題關鍵要明確定值電阻的U-I圖象和電源電動勢的U-I圖象的物理意義和區別，然后根據具體數據進行判斷．同時注意明確兩圖象的交點為電阻的工作點；并且當內外電阻相等時輸出功率最大；而如果達不到內外電阻相等時，內外電阻越接近時，輸出功率越大．