(10分)某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中,制成了一个苹果电池,现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻。设计好合适的电路后,调节滑动

◎ 题目

(10分)某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中,制成了一个苹果电池,现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻。设计好合适的电路后,调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,记录多组U、I的数据,填入事先设置的表格中,然后逐渐增大铜丝和铁丝插入的深度,重复上述步骤进行实验。按照插入深度逐渐增加的顺序,利用相应的实验数据,在U-I坐标系中绘制图象,如图乙中的a、b、c所示。

⑴实验器材有:电流表(量程1mA,内阻不计);电压表(量程1V,内阻约1k);
滑动变阻器R1(阻值0~200Ω);滑动变阻器R2 (阻值0~10kΩ),该电路中应选用滑动变阻器    (选填“R1”或“R2)。
⑵某同学根据正确设计的电路将图甲中实物图连接出一部分,请将剩余部分连接起来。
⑶在该实验中,随电极插入的深度增大,电源电动势    ,电源内阻   (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑷图线b对应的电路中,当外电路总电阻R=2000Ω时,该电源的输出功率P=   W(计算结果保留三位有效数字)。

◎ 答案

⑴ R2     (2分)

    (2分)
⑶ 不变  减小(各2分) 
⑷ 3.20×10-4 3.10×10-4~3.30×10-4) (2分)

◎ 解析


试题分析:(1)电路中电压最大值为1V,若选滑动变阻器R1,电流超出电流表量程,故滑动变阻器选择R2
(2)采用滑动变阻器的限流接法即可,电路如图

(3)根据闭合电路欧姆定律可知,路端电压与电流的关系为U=E-I(r+R),从图象可知图线的在纵轴的截距为电源电动势,可见E不变,图线的斜率为电源内阻,电极插入越深,内阻越小;
(4)由图线b可知电源内阻r=400Ω,外电路电阻R=2000Ω,电动势E=0.96V,由此得电流I=4×10-4A,则电源的输出功率为P=I2R=3.20×10-4W。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中,制成了一个苹果电池,现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻。设计好合适的电路后,调节滑动…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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