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学习
物理课外研究小组欲通过实验研究某一直流电源的带载特性,除所用电源,开关、导线外,实验室还备有器材:电压表(量程3V)、电流表(量程3A)、定值电器、滑动变阻器
。
(1)测量电源的电动势和内阻。按如图1所示的电路连接器材,并移动滑动变阻器滑片位置,读出对应的电压表和电流表示数,在图2中标记相应的点并拟合出U-I图线,可得电源电动势E= V,内阻r= Ω(结果均保留2位有效数字)。
(2)不考虑偶然误差,由上述(1)方法测得的内阻r (填“大于”、“等于”、“小于”)真实值,引起此误差的原因是 。
(3)测试电源的带载特性。用R表示变阻器接入电路的阻值,I表示电流表的示数。为便于对比研究,采集两种情况下的数据并作出相应的①、②图线:
①表示图1中变阻器的功率变化规律;
②表示图3中变阻器的功率变化规律。
在滑动变阻器的滑片移动过程中,不考虑电表的影响,下列选项正确的是________。
A. B.
C. D.
【答案】(1) 3.0 1.3
(2) 小于 电压表的分流
(3)AC
【知识点】电源的最大输出功率及其条件、测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
电源U-I图像与纵轴交点坐标值是电动势,图像斜率绝对值是电源内阻。由图像可知,电动势测量值
E=3.0V
电源内阻
(2)[1][2]考虑到电表内阻
整理得
因为斜率代表内阻,所以内阻测量值偏小,引起此误差的原因是电压表的分流。
(3)图1中,滑动变阻器的功率为
由数学知识可知,当时,功率最大,又有
可知此时
功率最大,最大功率为
图3中,把和电源看成等效电源,则电源的等效电动势为
等效内阻为
则滑动变阻器的功率为
由数学知识可知,当
功率最大,此时
最大功率为
综上所述,图1中和图3中滑动变阻器功率最大时,电流相等,图1中滑动变阻器的电阻较大,且图1中的最大功率较大。
故选AC。