Question

将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，但这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡。因为经实验测得“水果电池”与小灯泡直接相连接后，流过小灯泡的电流还不足3mA。现要较精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻，提供的仪器如下：①量程合适的电流表（内阻约为1Ω），②量程为1.5V的电压表（内阻约为2kΩ），③滑动变阻器R₁（0～30Ω），④滑动变阻器R₂（0～3kΩ）、⑤开关及导线若干。

（1）本实验中滑动变阻器应选用________（填字母代号：“R₁ ”或“R₂” ）。

（2）在框中画出实验电路图。

（3）若根据实验记录的数据，经描点、连线得到的U-I图像如图所示，则该水果电池的电动势E＝_____V，内电阻r＝______Ω。(均保留三位有效数字)

（4）不计偶然误差，用以上的方法测量出的水果电池的电动势和内阻与真实值相比电动势E_____，内阻r_____（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．

Answer

（1）R2；（2）如图所示：

（3）1.30，433；（4）相等，偏大

【解析】

试题分析：（1）电源的内阻大约r==500Ω，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R2；

（2）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．滑动变阻器采用限流式接法，串联在电路中，电路图如图．

（3）U-I图线的纵轴截距为1.30，知：水果电池的电动势E=1.30V，图线斜率的绝对值r==433Ω，内电阻r=433Ω。

（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．

考点：测电源电动势和内阻

【名师点睛】解决本题的关键知道实验误差的来源，会从U-I图线中获取电源的电动势和内电阻．（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；（3）U-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．