Question

5．某同學將銅片和鋅片插入水果中制成一個“水果電池”，該同學利用下列所給器材測量該“水果電池”的電動勢E和內(nèi)阻r．
A．待測“水果電池”（電動勢E約為4V，內(nèi)阻r約為200Ω）
B．電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
C．電流表A₂（量程20mA，內(nèi)阻約50Ω）
D．電壓表V₁（量程4V，內(nèi)阻約4kΩ）
E．電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻15kΩ）
F．滑動變阻器R（0～1000Ω）
G．開關(guān)S，導線若干
（1）為了盡量減小實驗的誤差，實驗電流表選擇C；電壓表選擇D． （填器材前面字母）
（2）為盡量減小實驗誤差，圖1中列出了兩個實驗電路圖，應選擇甲．

（3）該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出U-I圖線，如圖2所示．由圖線可得，“水果電池”的電動勢E=3.8V，內(nèi)電阻r=190Ω．
（4）實驗測得“水果電池”的電動勢與真實值相比，E_測= E_真 （選填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）實驗中要能保證安全和準確性選擇電表；
（2）因電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻很接近，故應采用相對電源來說的電流表外接法；
（3）由原理利用閉合電路歐姆定律可得出表達式，由數(shù)學關(guān)系可得出電動勢和內(nèi)電阻；
（4）由實驗原理、實驗電路分析實驗誤差．

解答 解：（1）電動勢E約為4V，內(nèi)阻r約為200Ω，電路中最大電流${I}_{max}=\frac{E}{r}=\frac{4}{200}=0.02A=20mA$，
為了讀數(shù)準確，所以選擇電流表C．電流表A₂（量程20mA，內(nèi)阻約50Ω），電壓表電壓表V₁（量程4V，內(nèi)阻約4kΩ），
（2）因電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻很接近，故應采用相對電源來說的電流表外接法，故選甲；
（3）由電源的U-I圖象可知，電源電動勢：E=3.80V，內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}=\frac{3.80-1.0}{0.015}$=190Ω．
（4）由實驗電路可知，滑動變阻器阻值無窮大，即外電路斷路時，電壓表測電源電動勢，電動勢的測量等于真實值，電源內(nèi)阻的測量值實際上是電源內(nèi)阻與電流表的內(nèi)阻之和，電源內(nèi)阻的測量值大于真實值，即E_測=E_真，r_測＞r_真．
故答案為：（1）C；D；（2）甲；（3）3.8；190；（4）=

點評 本題為設計性實驗，在解題時應注意明確實驗的原理；并且要由實驗原理結(jié)合閉合電路歐姆定律得出表達式，由圖象得出電動勢和內(nèi)電阻．