Question

某同学用如图甲所示电路探究某一型号电池的输出电压U与输出电流I的关系．电路原理图如图甲所示，图中R为阻值等于5.0Ω的定值电阻，电压表视为理想电压表．
（1）请将图乙所示的实验器材连成实验电路．

（2）若电压表V₂的读数为2.0V，则电源的输出电流I=    A；
（3）调节滑动变阻器，通过测量得到电压表V₁的示数U₁随电压表V₂的示数U₂的U₁-U₂曲线如图丙所示，由此可知电池内阻    （填“是”或“不是”）常数，短路电流为    A，电源的最大输出功率为    W．

Answer

本题的关键是根据闭合电路欧姆定律写出电压关于电压的函数表达式，然后通过图象求出纵轴截距与斜率的值，再求出E和r，本题的难点是借助于电源的输出功率与外电阻图象得出变阻器阻值R=0时电源输出功率最大的条件．
【解析】
（1）根据电路图画实物连线如图所示，

（2）根据欧姆定律有I==A=0.4A．
（3）根据闭合电路欧姆定律有E=+，可变形为=E-，可见-图象的斜率大小K=，由于图象为倾斜直线，故电源内阻是常数．
根据图象求出斜率大小为K==0.2，所以=0.2，解得r=1.0Ω，
又纵轴截距等于电动势，故E=1.5V，所以短路电流为==1.5A，又根据题意当-R图象可知当R=0时电源输出功率最大，则有I==A=0.25A，所以电源的最大输出功率==0.25×0.25×5.0W=0.3125W
故答案为（1）如图，（2）0.4A，（3）是，1.5A，0.3125