Question

某同学对纽扣锂电池的特性进行了实验探究．该类电池的内阻约为1 kΩ～5 kΩ，电动势标称值为3 V．现有以下实验器材：

A．电压表V₁：量程3 V，内阻约20 kΩ

B．电压表V₂：量程6 V，内阻约10 kΩ

C．定值电阻1 kΩ

D．定值电阻20 kΩ

E．滑动变阻器一只(0～50 kΩ)，待测纽扣锂电池，开关，导线若干．

(1)实验原理见图甲，请选择合适的实验器材，在图中的小虚线框里标出所选取的器材编号_______．

(2)该同学测量出路端电压U和干路电流I，作出U­I曲线如图乙，可知电池的短路电流是________ mA，电动势是________ V，内阻为________ kΩ.

(3)当路端电压为1.5 V时，负载消耗的电功率为________ mW.

Answer

2.64(2.60～2.65均可)2.94(2.90～2.95均可)1.11(1.08～1.15均可)1.94(1.90～1.95均可)

【解析】

（1）因路端电压大于R两端的电压，可用电压表B测量路端电压，电压表A测量R0的电压；
（2）根据闭合电路欧姆定律得电压U与电流I的表达式，结合图象的数学意义，可得到该电池的短路电流，求得电动势和内阻；
（3）当路端电压为1.5V时，由图象读出电流，由P=UI求得电源的输出功率；

（1）图中，闭合电路中路端电压大于两端的电压，可用电压表B测量路端电压，电压表A测量的电压，电阻选用定值电阻C足够，因为电源内阻较大，如图所示；

（2）根据闭合电路欧姆定律得：，当时，，由图可知，图象的纵轴截距大小等于电池的电动势，故电池的电动势．
短路时，，则由图知，短路电流为
图象的斜率的绝对值等于电池的内阻，则

（3）当路端电压为时，由图象读出电流，由得电源的输出功率。