Question

9．將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了簡(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使額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的手電筒的小燈泡正常發(fā)光，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．為了精確地測(cè)定“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)提供如下器材：
A．電流表（量程為3mA，內(nèi)阻為10Ω）B．電壓表（量程為1.5V，內(nèi)阻為3kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（0～30Ω）D．滑動(dòng)變阻器（0～3kΩ）
E．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．
（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用D（選填：選項(xiàng)前的字母代號(hào)）；

（2）為了能更準(zhǔn)確地測(cè)定“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，應(yīng)選擇圖乙電路．但是，由于電表內(nèi)阻的影響，仍然會(huì)產(chǎn)生誤差．你所選擇的電路測(cè)出的“水果電池”的內(nèi)阻與真實(shí)值相比將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）；
（3）某同學(xué)根據(jù)自己所選的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得的數(shù)據(jù)如表所示，若由表中第2次和第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)為E=1.45V，內(nèi)阻為r=450Ω．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
I/mA	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
U/V	1.23	1.00	0.78	0.55	0.33	0.10

Answer 1

分析 （1）通過(guò)水果電池的內(nèi)阻大小，選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
（2）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�。�
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程，聯(lián)立可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）電源的內(nèi)阻大約r=$\frac{E}{I}$=$\frac{1.5}{3{×10}^{-3}}$Ω=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D．
（2）因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻相對(duì)電源內(nèi)阻較小，分擔(dān)電壓較小，電流表采取相對(duì)電源的內(nèi)接法誤差較�。�滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，串聯(lián)在電路中，故電路應(yīng)選用乙．
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．
（3）由閉合電路歐姆定律可知：
U=E-Ir；
代入2、4兩組數(shù)據(jù)可得：
1=E-0.001r；
0.55=E-0.002r；
聯(lián)立解得：E=1.45V；
r=450Ω
故答案為：（1）D．
（2）乙；偏大；
（3）1.45，450．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，注意本題也可以從U-I圖線中獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．