Question

5．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)量該“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．
A．待測(cè)“水果電池”（電動(dòng)勢(shì)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(dòng)變阻器R（0～1000Ω）
G．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
（1）為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)誤差，圖1中列出了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，應(yīng)選擇甲．

（3）該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)E=3.8V，內(nèi)電阻r=190Ω．
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比，E_測(cè)= E_真 （選填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中要能保證安全和準(zhǔn)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(yīng)采用相對(duì)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(dá)式，由數(shù)學(xué)關(guān)系可得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（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）電動(dòng)勢(shì)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(zhǔn)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(yīng)采用相對(duì)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(dòng)勢(shì)：E=3.80V，內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}=\frac{3.80-1.0}{0.015}$=190Ω．
（4）由實(shí)驗(yàn)電路可知，滑動(dòng)變阻器阻值無窮大，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）C；D；（2）甲；（3）3.8；190；（4）=

點(diǎn)評(píng) 本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在解題時(shí)應(yīng)注意明確實(shí)驗(yàn)的原理；并且要由實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合閉合電路歐姆定律得出表達(dá)式，由圖象得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．