Question

【題目】用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內阻r，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線．
A．電壓表V1（量程6V、內阻很大）
B．電壓表V2（量程3V、內阻很大）
C．電流表A（量程3A、內阻很小）
D．滑動變阻器R（最大阻值10Ω、額定電流4A）
E．小燈泡（2A、5W）
F．電池組（電動勢E、內阻r）
G．開關一只，導線若干
實驗時，調節滑動變阻器的阻值，多次測量后發現：若電壓表V1的示數增大，則電壓表V2的示數減小．

（1）請將設計的實驗電路圖在圖甲的虛線方框中補充完整．
（2）每一次操作后，同時記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數，組成兩個坐標點（I1 ， U1）、（I2 ， U2），標到U﹣I坐標中，經過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動勢E=V、內阻r=Ω．（結果保留兩位有效數字）
（3）在U﹣I坐標中兩條圖線在P點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應為Ω（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）4.5,1.0
（3）0
【解析】解：（1）伏安法測電源電動勢與內阻實驗中，電壓表測路端電壓，電壓表示數隨滑動變阻器接入電路阻值的增大而增大；描繪小燈泡伏安特性曲線實驗中，電流表測流過燈泡的電流，燈泡兩端電壓隨滑動變阻器接入電路電阻的增大而減小；調節滑動變阻器時，電壓表V1的示數增大，則電壓表V2的示數減小，則V1測路端電壓，V2測燈泡兩端電壓，電路圖如圖所示．（2）電源的U﹣I圖象是一條傾斜的直線，由圖象可知，電源電動勢E=4.5V，電源內阻

r= = =1.0Ω．（3）由圖乙所示圖象可知，兩圖象的交點坐標，即燈泡電壓UL=2.5V，此時電路電流I=2.0A，

電源電動勢E=Ir+UL+IR滑，即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R滑，則R滑=0Ω．

故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）4.5；1.0；（3）0．

（1）在測電源電動勢的實驗中，伏特表測的是路端電壓，安培表測的是流過電源的電流。描繪小燈泡伏安特性曲線實驗當中，電壓表測燈泡兩端電壓，電流表側有個小燈泡的電流。根據實驗原理，畫出實驗電路圖。
（2）外電路伏安特性曲線，和中州的焦點就是電源電動勢，和橫州的焦點是短路時的電流。
（3）外電路伏安特性曲線電阻的伏安特性曲線交點，代表電阻，接入電路時實際的電壓和電流。