Question

10．測(cè)量“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，將一銅片和一鋅片分別插入同一只蘋(píng)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點(diǎn)亮額定電壓為1.5V，額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡，原因是流過(guò)小燈泡的電流太小了，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定電流約為3mA．現(xiàn)有下列器材：
待測(cè)“水果電池”
電流表：滿(mǎn)偏電流3mA，電阻約10Ω
電壓表：量程0～1.5V，電阻約1000Ω
滑動(dòng)變阻器R₁：0～30Ω
滑動(dòng)變阻器R₂：0～30kΩ
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材
（1）本實(shí)驗(yàn)選用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)原理圖，應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器？R₂．（填寫(xiě)儀器代號(hào)）
（2）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的值，得到U-I圖象如圖2所示，根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，則“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=500Ω．
（3）若不計(jì)測(cè)量中的偶然誤差，用這種方法測(cè)量得出的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值與真實(shí)值相比較，電動(dòng)勢(shì)E相等（選填“偏大”或“相等”或“偏小”），內(nèi)電阻r偏大（選填“偏大”或“相等”或“偏小”）

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）U-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．
（3）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）電源的內(nèi)阻大約r=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω，若選用0～30Ω的滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片，電流可調(diào)節(jié)測(cè)量范圍較小，所以本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₂．
（2）U-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．
U-I圖線的縱軸截距為1.5，知：水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，
圖線斜率的絕對(duì)值為：r=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω；
（3）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）R₂（2）1.5； 500 （3）相等；偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查數(shù)據(jù)的處理方法，用圖象法處理可以減小誤差．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．