Question

两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R₀、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V₁的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V₂的测量数据．并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U-I直线．回答下列问题：
Ⅰ．根据两位同学描绘的直线，可知图线

 

（填“甲”或“乙”）是根据电压表V₁和电流表A的数据所描绘的．
Ⅱ． 图象中两直线的交点表示

 

A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端    B．在本电路中该电源的输出功率此时是最大
C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5W      D．在本电路中外电路消耗的功率此时是最大值
Ⅲ．根据图（b），可以求出定值电阻R₀=

 

Ω，电源电动势E=

 

V，内电阻 r=

 

Ω．

Answer 1

分析：本题Ⅰ的关键是首先根据欧姆定律和闭合电路欧姆定律写出关于U和I的函数式，然后再与U-I图象对比即可求解；Ⅱ的关键是明确两种U-I图象的交点含义是定值电阻

R

0

与电源组成了闭合电路时的电流和电压值，然后根据闭合电路欧姆定律以及电源的输出功率与外电阻的关系即可求解；Ⅲ的关键是根据两种U-I图象斜率、和纵轴截距的物理意义求解即可．

解答：解：Ⅰ：根据欧姆定律可知：

U

2

=IR，所以乙图线是根据电压表

V

2

和电流表A的数据描绘的；根据闭合电路欧姆定律可知：

U

1

=E-Ir=-rI+E，所以甲图线是根据电压表

V

1

与电流表A的数据描绘的．
Ⅱ：A、由上面的分析可知，两图线的交点表示定值电阻

R

0

与电源组成了一个闭合电路，即此时变阻器的电阻为零，滑动触头应滑到最左端，所以A错误；
B、由U-I图象可得：

R

0

=

1.0

0.5

Ω=2Ω，r=

1.5-1.0

0.5

Ω=1Ω，根据电源最大输出功率的条件是R=r可知，B错误；
C、定值电阻消耗的功率为：P=

I 2   R

0

=

0.5

2

×2W=0.5W，所以C正确；
D、根据电源输出功率与外电阻图象（如图所示）可知，D正确．
故选CD．
Ⅲ：由U-I图象乙图线可求出：

R

0

=

1.0

0.5

=2Ω，由甲图线可求出电动势：E=1.5V，内电阻：r=1Ω
故答案为：Ⅰ、甲；
Ⅱ、CD；
Ⅲ、2，1.5，1．

点评：遇到图象问题，首先要根据物理规律写出纵轴物理量与横轴物理量的表达式，然后再根据斜率、截距的物理意义求解即可；有关电源最大输出功率问题，应根据

P

出

-R图象求解．