Question

3．两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测量定值电阻R₀、电源的电动势E和内电阻r，滑动变阻器R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的示数，另一同学记录了电流表A和电压表V₂的示数，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U-I直线．请回答下列问题：

（1）根据两位同学描绘的图线可知甲（填“甲”或“乙”）是根据电压表V₁和电流表A的数据所描绘的．
（2）根据图（b），可以求出定值电阻R₀=2Ω，电源电动势E=1.5V，内电阻r=1Ω．
（3）图象中两直线的交点表示BC
A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端  B．电源的输出功率达到最大
C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5W   D．电源的效率达到最大．

Answer 1

分析 （1）从电路连接结合电流表和电压表的读数变化判断甲、乙两同学描绘的图线的含义．
（2）由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．
（3）图象中两直线的交点表示电压表V₁的读数与电压表V₂的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，根据图象求解功率．

解答 解：（1）从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V₁的读数减小，电压表V₂的读数增大．
甲同学是根据电压表V₁和电流表A的数据绘制图象的，乙同学是根据电压表V₂和电流表A的数据绘制图象的；
（2）由伏安特性曲线可得：定值电阻R=$\frac{1.0}{0.5}$=2Ω；
从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，
图象斜率的绝对值为：k=$\frac{{△U}_{1}}{△I}$=1，即电源的内阻为r=1Ω．
（3）A、滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，故A错误；
B、图象可以得出电阻R₀的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故B正确；
C、定值电阻R₀消耗功率为：P=U₂I=1.0×0.5 W=0.5 W，故C正确；
D、电源的效率为：η=$\frac{UI}{EI}$=$\frac{U}{E}$，U越大，效率越大，故D错误．
故选BC．
故答案为：（1）甲 （2）2      1.5    1；（3）BC．

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验的数据和定值电阻电流及电压数据的处理，并能用图象法求出电势和内电阻．