Question

某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖（a）所示的電路測(cè)定定值電阻R₂、電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．該同學(xué)將滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移動(dòng)到b端，并在移動(dòng)過程中記錄下了電流表A、電壓表V₁和電壓表V₂的示數(shù)，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示的兩條U-I直線．已知定值電阻R₁=3Ω，滑動(dòng)變阻器R₀的最大阻值為48Ω．
（1）根據(jù)圖線可知，定值電阻R₂=

 

Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)E=

 

V、內(nèi)阻r=

 

Ω．
（2）（多選題）當(dāng)電路處于圖象中兩直線交點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，由圖象可判斷此時(shí)

 

（A）滑動(dòng)變阻器的滑片P一定位于b端        （B）電阻R₁的功率達(dá)到最大
（C）電源的輸出功率為9W                 （D）電源的效率達(dá)到最大
（3）當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置時(shí)，變阻器R₀的總功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）從電路連接結(jié)合電流表和電壓表的讀數(shù)變化判斷兩條U-I直線的含義．由圖可知，圖象由縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)；由圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)利用閉合電路歐姆定律可求得內(nèi)電阻．
（2）圖象中兩直線的交點(diǎn)表示電壓表V₁的讀數(shù)與電壓表V₂的讀數(shù)相等，即滑動(dòng)變阻器的阻值為0，根據(jù)圖象求解．
（3）根據(jù)歐姆定律及電功率的公式求解

解答：解：（1）從圖象可以得出定值電阻R₀的阻值為：R₀=

U

I

=6Ω；
從圖象可以得出圖象在U軸上的截距為12 V，即電源的電動(dòng)勢(shì)為12 V，
圖象斜率的絕對(duì)值為：k=

△U

△I

=6，即電源的內(nèi)阻為r=6-R₁=3Ω．
（2）當(dāng)電路處于圖象中兩直線交點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，圖象中兩直線的交點(diǎn)表示電壓表V₁的讀數(shù)與電壓表V₂的讀數(shù)相等，即滑動(dòng)變阻器的阻值為0，
A、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了a端，故A錯(cuò)誤
B、此時(shí)總電阻最小，電流最大，所以電阻R₁的功率達(dá)到最大，故B正確
C、電源的輸出功率P=UI=（6+1×3）×1=9W．故C正確
D、當(dāng)外電阻達(dá)到最大時(shí)，電源的效率最大，故D錯(cuò)誤
故選BC．
（3）當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器的接入的阻值是12Ω，
所以電路的總電流是

1

2

A，所以變阻器R₀的總功率P=I²R=3w．
故答案為：（1）6，12，3
（2）BC
（3）3

點(diǎn)評(píng)：本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和定值電阻電流及電壓數(shù)據(jù)的處理，并能用圖象法求出電勢(shì)和內(nèi)電阻．