Question

【題目】某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉盛產的柑橘作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內阻r，并探究電極間距對E和r的影響。實驗器材如題22圖3所示。

①測量E和r的實驗方案為：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，依據公式___________，利用測量數據作出U-I圖像，得出E和r。

②將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結果的影響，請在題22圖3中用筆畫線代替導線連接電路。

③實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池的U-I圖像如題22圖4（見下頁）中（a）、（b）、（c）、（d）所示，由此可知：

在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢___________（填“增大”“減小”或“不變”），電源內阻________（填“增大”“減小”或“不變”）。

曲線（c）對應的電源電動勢E=_____________V，內阻r=____________Ω，當外電路總電阻為2500Ω時，該電源的輸出功率P=_____________mW.（均保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】①U=E-Ir ②如圖

③不變 增大 0.975 478 0.268

【解析】

①測量E和r的實驗方案為：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，依據公式U="E-Ir" ，利用測量數據作出U-I圖像，U-I圖像與縱軸截距等于電源電動勢E，圖線斜率的絕對值等于電源內阻r。

②由于將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結果的影響，所以把電流表與滑動變阻器串聯后與電源開關構成閉合回路，電壓表并聯在電源和開關兩端。

③實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢不變，電源內阻增大。曲線（c）對應的電源電動勢E=0.975V，內阻r=478Ω。當外電路總電阻為2500Ω時，該電源的輸出電流為I==0.327mA，對應電壓為U=0.82V，該電源的輸出功率P=UI=0.82V×0.327mA =0.268mW。