Question

（９分）某研究性學習小組用較粗的銅絲和鐵絲相隔較近距離插入蘋果中，制成了一個蘋果電池，現在用如圖甲所示器材來測定蘋果電池的電動勢和內阻．設計好合適的電路后，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，記錄多組Ｕ、Ｉ的數據，填入事先設置的表格中，然后逐漸增大銅絲和鐵絲插入的深度，重復上述步驟進行實驗．按照插入深度逐漸增加的順序，利用相應的實驗數據，在Ｕ－Ｉ坐標系中繪制圖象，如圖乙中的ａ、ｂ、ｃ所示．

（１）實驗器材有：電流表（量程１.５ｍＡ，內阻不計）；電壓表（量程１.５Ｖ，內阻約１ｋΩ）；滑動變阻器Ｒ１（阻值０～２００Ω）；滑動變阻器Ｒ２（阻值０～５ｋΩ），該電路中應選用滑動變阻器             __________（選填“Ｒ１”或“Ｒ２”）．
（２）某同學根據正確設計的電路將圖甲中實物圖連接出一部分，請將剩余部分連接起來．
（３）在該實驗中，隨電極插入的深度增大，電源電動勢           ，電源內阻        （均選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（４）圖線ｂ對應的電路中，當外電路總電阻Ｒ＝２ｋΩ時，該電源的輸出功率Ｐ＝        Ｗ（計算結果保留一位有效數字）．

Answer 1

（1）R₂（2分）；（2）如右圖（2分）；（3）不變，減小（每空間分）；（4）5×10^－4（3分）。

試題分析：（1）因為水果電池的電阻較大，故選用電阻值較大的R₂來當外電路的電阻；
（2）由于電流表的內阻很小，分擔的電壓很小，可以忽略，所以用伏安法測水果電池電動勢和內阻時，電流表采取外接法誤差較小，電路的連接如圖所示；
（3）由圖乙可知，圖線與電壓軸的交點不變，故電源的電動勢是不變的；而插入得越深，圖像為a、b、c，則對應的短路電流變大，故電源內阻減小；（4）對于圖線b而言，電源的電動勢為1.17V，在其上選一點，當電路中的電流為0.6mA時，電壓為1.00V，故電源的內阻為r==283.3Ω，所以電源的輸出功率Ｐ＝==5.24×10^－4W。