Question

5．測(cè)量一個(gè)“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻：將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋(píng)果內(nèi)，就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的“水果電池”其電動(dòng)勢(shì)約為1.5V．可是這種電池并不能點(diǎn)亮手電筒上的額定電壓為1.5V，額定電流為0.3A的小燈泡，原因是流過(guò)小燈泡的電流太小了，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得還不足3mA．現(xiàn)要求用量程合適的電壓表（內(nèi)阻較大）、電流表（內(nèi)阻較�。┮约盎瑒�(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材盡量準(zhǔn)確地測(cè)定水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r．
①本實(shí)驗(yàn)的電路應(yīng)該選擇下面的圖甲或圖乙中的：甲；

②若給出的滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：A（0～30Ω）、B（0～3kΩ）．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器規(guī)格為：B，簡(jiǎn)述選用的理由：因電池內(nèi)阻較大，若選擇A，當(dāng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，兩電表示數(shù)幾乎不變；
③實(shí)驗(yàn)中測(cè)出六組（U，I）的值，在 U-I坐標(biāo)系中描出圖丙所示的六個(gè)點(diǎn)，分析圖中的點(diǎn)跡，可得出水果電池的電動(dòng)勢(shì)為E=1.50V；內(nèi)電阻為 r=500Ω；（均保留3位有效數(shù)字）
④若不計(jì)測(cè)量中的偶然誤差，根據(jù)你在①中所選擇的電路來(lái)測(cè)量得出的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r（測(cè)量值）與真實(shí)值相比：電動(dòng)勢(shì)E相等，內(nèi)電阻r偏大．（均選填“偏大”、“相等”、或“偏小”）

Answer 1

分析 ①電流表的內(nèi)阻很小，分擔(dān)的電壓很小，可以忽略，所以用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電流表采取外接法誤差較�。�
②通過(guò)水果電池的內(nèi)阻大小，選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
③U-I圖線的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值表示水果電池的內(nèi)阻．
④由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，運(yùn)用圖象法分析誤差．

解答 解：①水果電池內(nèi)阻較大，電流表內(nèi)阻較小，電流表分壓較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表采取外接法，因此需要選擇圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路．
②電源的內(nèi)阻大約r=$\frac{E}{I}$$\frac{1.5}{3×1{0}^{-3}}$=500Ω，若選用0～30Ω的滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片，電流基本不變，所以本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用B．
③圖線的縱軸截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)，E=1.50V，圖線斜率的絕對(duì)值等于內(nèi)阻，內(nèi)電阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.50}{3×1{0}^{-3}}$=500Ω．
④由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，而電流沒(méi)有誤差，運(yùn)用圖象法分別在U-I圖上由測(cè)量數(shù)據(jù)作出的圖線1和修正誤差后真實(shí)值作出的圖線2，由圖看出，電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有系統(tǒng)誤差，即電動(dòng)勢(shì)值與真實(shí)值相等，內(nèi)阻的測(cè)量值偏大．
故答案為：①甲；②B；因電池內(nèi)阻較大，若選擇A，當(dāng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，兩電表示數(shù)幾乎不變．
③1.50；500；④相等；偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，會(huì)從U-I圖線中獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．