Question

测量一个“水果电池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”其电动势约为1.5V．可是这种电池并不能点亮手电筒上的额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA．现要求用量程合适的电压表（内阻较大）、电流表（内阻较小）以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量准确地测定水果电池的电动势E和内电阻r．

①本实验的电路应该选择下面的图甲或图乙中的：______；
②若给出的滑动变阻器有两种规格：A（0～30Ω）、B（0～3kΩ），本实验中应该选用的滑动变阻器规格为：______，简述选用的理由：______；
③实验中测出六组（U，I）的值，在U-I坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹，可得出水果电池的电动势为E=______V；内电阻为r=______Ω；（均保留3位有效数字）
④若不计测量中的偶然误差，根据你在①中所选择的电路来测量得出的电动势E和内电阻r（测量值）与真实值相比：电动势E______，内电阻r______．（均选填“偏大”、“相等”、或“偏小”）

Answer

①电流表的内阻很小，分担的电压很小，可以忽略，所以用伏安法测电源电动势和内阻时，电流表采取外接法误差较小．
②通过水果电池的内阻大小，选择合适的滑动变阻器．
③U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势，图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻．
④由于电流表的分压，使得路端电压存在误差，运用图象法分析误差．
【解析】
①因为电流表内阻较小，分担电压较小，电流表采取外接法误差较小．
②电源的内阻大约r=，若选用0～30Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，所以本实验中滑动变阻器应选用B．
③图线的纵轴截距等于电源的电动势，E=1.50V，图线斜率的绝对值等于内阻，内电阻I=．
④由于电流表的分压，使得路端电压存在误差，而电流没有误差，运用图象法分别在U-I图上由测量数据作出的图线1和修正误差后真实值作出的图线2，由图看出，电动势没有系统误差，即电动势值与真实值相等，内阻的测量值偏大．
故答案为：
（1）①图甲，②B
因电池内阻较大，若选择A，当滑动触头移动时，两电表示数几乎不变．
③1.50V、500Ω
④相等；偏大．