Question

（2012?浦東新區二模）為了用同一個DIS測量電路，不但能測量小燈泡的實際功率，還能測量電池組的電動勢和內阻，設計了如圖（a）所示的電路．其中被測小燈泡標注有“2.4V、0.3A”，共有四個滑動變阻器供實驗中選用，其中：
R₁為“5Ω、1W”R₂為“10Ω、0.5W”
R₃為“10Ω、4W”R₄為“40Ω、4W”
（1）為了“測量電池組的電動勢和內阻”，用電壓傳感器和電流傳感器測量的數據作出圖線．閉合S₁后測出的U-I圖線如圖（b）所示，根據圖線可知電池組的內阻為

1

Ω．
（2）為了“測量小燈泡的實際功率與兩端電壓的變化關系”，根據圖（b）所示，S₂處于

閉合

（選填“斷開”或“閉合”）狀態，滑動變阻器選用

R₁

．
（3）如果將小燈泡兩端的連接線斷開，直接用多用表的歐姆擋測量其電阻，測得的數值為

2

Ω．

Answer 1

分析：由圖線，根據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勢和內阻．
用歐姆表的時候就是這個值，即冷態電阻值．

解答：解：（1）根據閉合電路歐姆定律得，U=E-Ir，得，當I=0時，U=E，即圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，則讀出電源的電動勢為E=3.0V，圖線的斜率等于電源的內阻，由上知，r=1Ω．
（2）由U₁的讀數變化從0開始到2.7V，即從0開始，變阻器必須采用分壓接法（因為串聯接法，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（S₂斷開時是串聯接法）．滑動變阻器選用R₁，有利于減小實驗誤差．
（3）由燈泡的U-I線可以看出來在電流小于0.1A前是直線，斜率大小就是電阻，0.1A時電壓為0.2V，所以直接用多用表的歐姆擋測量其電阻，測得的數值為2Ω．
故答案為：（1）1（2）閉合，R₁（3）2

點評：本題是伏安法測電阻和伏安法測電源電動勢和內阻兩個實驗二合一，關鍵從實驗原理上來理解，根據電路的動態變化分析兩圖線與電表測量值的對應關系．