Question

高二物理研究性学习小组在学习了恒定电流的相关知识后，设计了一个电路，该电路既能测量出电源电动势E和内阻r，同时又能描绘一定范围内灯泡的伏安特性曲线。所用器材及已经连接的部分电路如图甲。实验时，当调节滑动变阻器的阻值时，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数。经过多次测量，最后描绘出两条U-I图线，如图乙所示，电压表内阻很大，电流表内阻不计，请回答下列问题。

（1）请你将图甲的实物连线补充完整；

（____）

（2）图乙中的___________（“①”或“②”）图线是表示电压表V的读数和电流表A的读数之间的关系；

（3）电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（保留两位有效数字）；

（4）在坐标系中两条图线相交于P点，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________Ω。

Answer

① 4.5V 1.0Ω 0Ω

【解析】

（1）[1] 要同时测量出电源电动势E和内阻r，和描绘灯泡的伏安特性曲线，所以一个电压表测路端电压，一个电压表测灯泡的电压，电流表测量干路电流。实物连接如图所示：

；

（2）[2] 电压表V1测量的是路端电压，由U=E−Ir可知，路端电压随电流的增大而减小，成线性关系，所以图中曲线①表示电压表V1的读数和电流表A的读数之间的关系；

（3）[3]根据U=E−Ir可知，曲线①在U轴的截距等于电源电动势，所以E=4.5V；

[4] 曲线①的斜率等于电源内阻，所以等于内阻：

；

（4）[5] 两条图线交点处说明灯泡的电压等于路端电压，滑动变阻器的电压等于零，所以此时滑动变阻器连入电路的阻值为0Ω。