Question

（10分）某研究性學習小組用較粗的銅絲和鐵絲相隔較近距離插入蘋果中，制成了一個蘋果電池，現在用如圖甲所示器材來測定蘋果電池的電動勢和內阻。設計好合適的電路后，調節滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，記錄多組U、I的數據，填入事先設置的表格中，然后逐漸增大銅絲和鐵絲插入的深度，重復上述步驟進行實驗。按照插入深度逐漸增加的順序，利用相應的實驗數據，在U-I坐標系中繪制圖象，如圖乙中的a、b、c所示。

⑴實驗器材有：電流表（量程1ｍＡ，內阻不計）；電壓表（量程1Ｖ，內阻約1k）；
滑動變阻器R₁(阻值0～200Ω)；滑動變阻器R₂ (阻值0～10kΩ)，該電路中應選用滑動變阻器    (選填“R₁”或“R₂”)。
⑵某同學根據正確設計的電路將圖甲中實物圖連接出一部分，請將剩余部分連接起來。
⑶在該實驗中，隨電極插入的深度增大，電源電動勢    ，電源內阻   （均選填“增大”、“減小”或“不變”）。
⑷圖線b對應的電路中，當外電路總電阻R=2000Ω時，該電源的輸出功率P=   W（計算結果保留三位有效數字）。

Answer 1

⑴　R₂     （2分）
⑵
    （2分)
⑶ 不變  減小（各2分） 
⑷ 3.20×10^-4 （3.10×10^-4～3.30×10^-4） (2分)

試題分析：（1）電路中電壓最大值為1V，若選滑動變阻器R₁，電流超出電流表量程，故滑動變阻器選擇R₂；
（2）采用滑動變阻器的限流接法即可，電路如圖

（3）根據閉合電路歐姆定律可知，路端電壓與電流的關系為U=E－I（r+R），從圖象可知圖線的在縱軸的截距為電源電動勢，可見E不變，圖線的斜率為電源內阻，電極插入越深，內阻越小；
（4）由圖線b可知電源內阻r=400Ω，外電路電阻R=2000Ω，電動勢E=0.96V，由此得電流I=4×10^-4A，則電源的輸出功率為P=I²R=3.20×10^-4W。