Question

某同學(xué)將銅片和鋅片插入水果中制成一個(gè)“水果電池”，該同學(xué)利用下列所給器材測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．
A．電流表G₁（內(nèi)阻R_g=l5Ω，滿偏電流I_g=2mA）
B．電流表G₂（量程20mA，內(nèi)阻約2Ω）
C．滑動(dòng)變阻器R₁（0～1000Ω）
D．電阻箱R₂（0～9999.9Ω）
E．待測(cè)水果電池（電動(dòng)勢(shì)E約4V，內(nèi)阻r約200Ω）
F．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中用電流表G₁改裝成量程0-4V的電壓表，需

 

（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)阻值為

 

Ω的電阻；
（2）用電流表G₂和改裝成的電壓表測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，為盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，請(qǐng)?jiān)趫D1虛線方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中記錄的一些對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出U-I圖線如圖2，由圖可得，水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=

 

V，內(nèi)電阻r=

 

Ω；
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻與真實(shí)值相比，E_測(cè)

 

E_真，r_測(cè)

 

r_真（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：（1）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)的阻值為R=

U

Ig

-Rg，U為改裝后的量程．
 （2）根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理作出電路圖．
 （3）電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻．
 （4）由實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答：解：（1）改裝成電壓表要要串聯(lián)電阻，串聯(lián)的阻值為R：
R=

U

Ig

-Rg=

4V

2×10-3A

-15Ω=1985Ω，應(yīng)串聯(lián)1985Ω的電阻；
（2）電流表G₁與電阻箱R₂串聯(lián)組裝成電壓表，電壓表測(cè)路端電壓，由于水果電池內(nèi)阻較大，相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，電流表可以采用內(nèi)接法，電路圖如圖所示．
（3）由電源的U-I圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)：E=3.80V，內(nèi)阻r=

△U

△I

=

3.80V-1.0V

15×10-3A

=190Ω（185Ω～194Ω均正確）．
（4）由實(shí)驗(yàn)電路可知，滑動(dòng)變阻器阻值無(wú)窮大，即外電路斷路時(shí)，電壓表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)，
電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量等于真實(shí)值；電源內(nèi)阻的測(cè)量值實(shí)際上是電源內(nèi)阻與電流表G₂的內(nèi)阻之和，
電源內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，即E_測(cè)=E_真，r_測(cè)＞r_真．
故答案為：（1）串聯(lián)；1985；（2）電路圖如圖所示；（3）3.8V；190Ω；（4）等于；大于．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了把電流表改裝為電壓表、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻問(wèn)題，把電流表改裝為電壓表，要串聯(lián)一個(gè)大電阻；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．