Question

13．為了測量電源電動勢和內(nèi)電阻，實驗室準(zhǔn)備了下列器材：待測電源；直流電流表；直流電壓表；滑動變阻器；開關(guān)；導(dǎo)線若干．
①請在如圖1方框內(nèi)畫出實驗電路圖；
②滑動變阻器處于最大電阻時閉合開關(guān)，滑片移動到靠近中部的某位置過程中，電壓示數(shù)僅在2.89～2.95V內(nèi)小幅變動，由此現(xiàn)象可判斷B
A．電動勢為2.95V
B．滑動變阻器最大阻值比電源內(nèi)阻大很多倍
C．電流表讀數(shù)變化量一定也很小
D．若滑片繼續(xù)移動減小電阻，變化幅度仍不會超過1V
③某同學(xué)在進(jìn)行實物連線時，連接成了如圖2所示的實物連線圖，并進(jìn)行了正確的測量和記錄，得到的U與I關(guān)系圖象如圖3所示，由此可求得的電源電動勢E=2.9V，內(nèi)阻r=0.3Ω．

Answer 1

分析 ①根據(jù)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理連接實物電路圖．
②根據(jù)實驗電路應(yīng)用歐姆定律分析答題．
③分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與圖象分析答題．

解答 解：①）伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻實驗，電流傳感器（電流表）測電路電流，電壓傳感器（電壓表）測路端電壓，根據(jù)實物電路圖可得出對應(yīng)的原理圖如圖所示；
②滑動變阻器處于最大電阻時閉合電鍵，滑片移動到靠近中部的某位置過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路電流增大，內(nèi)電壓增大．路端電壓減小，電壓傳感器讀數(shù)僅在2.73～2.86V內(nèi)小幅變動；
A、外電路斷路，即外電阻無窮大時，電壓傳感器示數(shù)等于電源電動勢，電動勢大于2.86V，故A錯誤；
B、滑動變阻器最大阻值比電源內(nèi)阻大很多倍，滑動變阻器阻值變化一半時，路端電壓變化2.86-2.73=0.13V，路端電壓變化很小，說明電源內(nèi)阻很小，遠(yuǎn)小于滑動變阻器阻值，故B正確；
C、路端電壓變化量小，但不能判斷出電流傳感器讀數(shù)變化量一定也很小，故C錯誤；
D、若滑片繼續(xù)移動減小電阻，當(dāng)滑動變阻器接入電路阻值為零，即外電路短路時，電壓傳感器表示數(shù)為零，電壓傳感器變化幅度會大于2.73V，故D錯誤；
故選B．
③由圖b所示電路圖可知，滑動變阻器左右兩部分電阻并聯(lián)后接入電路，當(dāng)滑片在中點時，兩部分電阻相等，并聯(lián)電阻阻值最大，路端電壓最大，由圖c所示圖示可知，此時路端電壓為U=2.8V，流過一個支路的電流為0.2A，由于兩支路電壓與電阻都相等，則兩支路電流相等，干路電流為I=0.2×2=0.4A；當(dāng)干路電流相等時，路端電壓相等，由圖c所示圖象可知，路端電壓U′=2.7V時，干路電流I′=0.1+0.60=0.70A，則閉合電路中，電源電動勢E=U+Ir，則：E=2.8+0.4×r，E=2.7+0.7×r，解得：E≈2.9V，r=$\frac{1}{3}$Ω≈0.3Ω．
故答案為：①如圖所示；②B；③2.9；0.3．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗數(shù)據(jù)分析、求電源電動勢與內(nèi)阻，要掌握伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理；求電源電動勢與內(nèi)阻難度較大，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、由圖象獲取所需數(shù)據(jù)是正確解題的前提．