Question

小宁同学尝试用新鲜的马铃薯来当“电池”，并想测定该“电池”的电动势。

实验室提供：灵敏电流计G（内阻未知，量程为300μA） ，电阻箱（0—9999.9Ω），锌板、铅板各一块，开关一只，导线若干。按照图1连好电路来测量该“马铃薯电池”的电动势，调节电阻箱，得到了多组数据，可求出该电池的电动势E_测。利用该电路求得的电池的电动势E_测与真实值E_真之间的关系为E_测     E_真（填“大于”、“小于”或 “等于”）

（2）小华认为利用第（1）题的电路也可以求得电池的内电阻，但是由于G表内阻未知，不是很精确，为了精确测量出电池的内电阻应先测出G表内阻R_g。他按照图2连好电路（其中电位器相当于阻值极大的滑动变阻器，G₁、G₂为与G完全相同的电表），请在下面的方框图中画出图2中的电路原理图。实验中的具体操作如下：

①S₁闭合前，调节电位器阻值达到最大，闭合S₁、S₂，断开S₃；

②调节电位器使G₁、G₂示数均为I=200μA；

③保持电位器阻值不变，闭合S₁、S₃，断开S₂；

④调节电阻箱阻值，使G₁示数μA；

⑤读出电阻箱的数值R。

通过上面的实验过程可以求得电流表G₁的内阻为                    ，本实验采是的是              的物理思想。

（3）小明想利用图像法处理（1）中的实验数据，更为精确地测量该“马铃薯电池”电动势和内阻，请在下列方框里设计实验数据记录表格。

Answer

（1）小于 （2分）；（2）电路图见解析；R （1分） 等效替代 （1分）（3）见解析

【解析】

试题分析：（1）在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律知，电源电动势，而实验中因没有考虑电流表分压作用，故测得值小于其真实值；（2）实验电路图如下：

由实验步骤可知，变阻器的阻值不变，电流表示数保持不变，电路总电阻不变，电流表内阻等于电阻箱阻值，利用了等效替代法，电流表的G1的内阻为R；（3）应用安阻法测电源电动势与内阻，实验时需要测出电阻箱示数与电流表示数，应用图像法处理实验数据，应作出图象或图像，然后根据图象求出电源电动势与内阻，可设计下面两种方案均可：

1

2

3

4

5

6

R/Ω

I/A

/A-1

1

2

3

4

5

6

R/Ω

I/A

IR/V

说明：①出现小于4组数据，没有 （IR），其他正确的得2分，②出现4组以上数据，没有 （IR），其他正确的得3分 ③ 全部正确的得4分。

考点：测定电源的电动势和内阻