Question

將一銅片和一鋅片分別插入一個蘋果內(nèi)，就構成了簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5V．可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡，原因是流過小燈泡的電流太小了，實驗測得不足3mA．為了較精確地測定該水果電池的電動勢和內(nèi)阻，提供的實驗器材有：
水果電池
電流表A（量程0～3mA，內(nèi)阻約為0.5Ω）
電壓表V（量程0～1.5V，內(nèi)阻約為3kΩ）
滑動變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流為1A）
滑動變阻器R₂（阻值0～3kΩ，額定電流為1A）
電鍵，導線若干
（1）應選圖

 

（選填“a”或“b”）電路圖進行實驗．
（2）實驗中滑動變阻器應選用

 

（用器材代號表示）．
（3）根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)，經(jīng)描點、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變化的U-I圖象如圖所示，由圖象可知，水果電池的電動勢E=

 

V，內(nèi)阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）電流表的內(nèi)阻很小，分擔的電壓很小，可以忽略，所以用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻時，電流表采取外接法誤差較小．
（2）通過水果電池的內(nèi)阻大小，選擇合適的滑動變阻器．
（3）U-I圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，圖線斜率的絕對值表示水果電池的內(nèi)阻．

解答：解：（1）由題意可知水果電池內(nèi)阻較大，為減小實驗誤差，相對于電源來說，電流表應采用內(nèi)接法，因此應選擇圖a所示電路圖．
（2）電源的內(nèi)阻大約r=

E

I

=

1.5V

0.003A

=500Ω，若選用0～10Ω的滑動變阻器，移動滑片，電流基本不變，因此滑動變阻器應選：R₂（阻值0～3kΩ，額定電流為1A）．
（3）由圖示電源U-I圖線可知，圖象與縱軸截距為1.35，則電源電動勢：E=1.35V；電池內(nèi)阻：r=

△U

△I

=

1.35

0.003

=450Ω；
故答案為：（1）a；（2）R₂；（3）1.35；450．

點評：解決本題的關鍵知道實驗誤差的來源，會從U-I圖線中獲取電源的電動勢和內(nèi)電阻．