Question

3．如圖1所示，在實(shí)驗(yàn)室里小王同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器等實(shí)驗(yàn)器材測干電池的電動勢和內(nèi)電阻．改變電路的外電阻R，通過電壓傳感器和電流傳感器測量不同阻值下電源的端電壓和電流，輸入計算機(jī)，自動生成U-I圖線，如圖（2）所示．

（1）由圖可得干電池的電動勢為1.5V，干電池的內(nèi)電阻為1Ω；
（2）做完實(shí)驗(yàn)后，小王同學(xué)在上面的實(shí)驗(yàn)器材中去掉電壓傳感器，改變電路的外電阻R，通過電流傳感器測量不同阻值下的電流，畫出圖線也可以求得電源的電動勢和內(nèi)電阻．請寫出小王同學(xué)所作圖象的函數(shù)關(guān)系式R=$\frac{E}{I}$-r．
（3）現(xiàn)有一小燈泡，其U-I特性曲線如圖（3）所示，若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是0.17W．

Answer 1

分析 （1）電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻．
（2）由閉合電路的歐姆定律求出R與$\frac{1}{I}$的表達(dá)式．
（3）在小燈泡伏安特性曲線上作出電源的U-I圖象，求出兩圖象的交點(diǎn)對應(yīng)的電流與電壓值，然后由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率

解答 解：（1）由圖2所示圖象可知，電源電動勢E=1.5V，
電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1}{0.5}$=1Ω．
（2）在閉合電路中E=I（r+R），則R=$\frac{E}{I}$-r．
（3）由圖象可知，燈泡與該干電池組成串聯(lián)電路時，燈泡兩端電壓U=0.72V，電路電流I=0.24A，燈泡實(shí)際功率P=UI=0.72V×0.24A=0.17W．
故答案為：（1）1.5；1Ω；（2）R=$\frac{E}{I}$-r；（3）0.17．

點(diǎn)評 本題考查了求電源電動勢與內(nèi)阻、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用、求燈泡實(shí)際功率等問題；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．