Question

7．某校物理興趣小組的同學(xué)對“水果電池”進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)．
①選擇最佳電極材料的探究實(shí)驗(yàn)：保持極板間的距離為1.5cm，極板的有效面積為4.5cm²，選用不同的金屬材料作電極．表為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

	鐵-鋅		鐵-銅		鋅-銅		鋁-銅
	短路電流 I/μA	開路電壓 U/V	短路電流 I/μA	開路電壓 U/V	短路電流 I/μA	開路電壓 U/V	短路電流 I/μA	開路電壓 U/V
蘋果	60	0.55	70	0.60	125	0.95	90	0.65
梨	30	0.40	40	0.50	90	0.60	20	0.20
菠蘿	140	0.55	90	0.45	220	1.00	100	0.50
橙子	200	0.78	185	0.70	245	1.05	170	0.75
番茄	120	0.55	110	0.36	190	0.70	100	0.30h

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選用鋅-銅金屬材料做電極制成的水果電池效果好．
②根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以知道，水果電池的內(nèi)阻很大，為了測定水果電池的電動勢和內(nèi)阻，興趣小組的同學(xué)利用電阻箱和電流表組成電路來測定水果電池的電動勢和內(nèi)阻．
a．在如圖1的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
b．如圖2，是一正在測量中的電阻箱示意圖，則該電阻箱的讀數(shù)為2635Ω．
c．表為某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)

電阻箱R/Ω	500	1000	1500	2000	2500
電流表示數(shù)I/μA	182	167	153	143	133
$\frac{1}{I}$/mA-1	5.46	5.99	6.54	6.99	7.52

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出R-$\frac{1}{I}$關(guān)系圖象如圖3所示，根據(jù)圖象可以得水果電池的內(nèi)阻r為5000Ω，電動勢E為1.0V．

Answer 1

分析 在金屬活動性中，從表格中的數(shù)據(jù)分析得出金屬活動性對電壓的影響．
根據(jù)題意得出測定水果電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方法是安阻法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理畫出電路圖．
電阻箱各旋鈕示數(shù)與對應(yīng)倍率的乘積是電阻箱示數(shù)，由圖示電阻箱讀出其示數(shù)．
根據(jù)閉合電路歐姆定律，得到R與$\frac{1}{I}$的表達(dá)式，作出的R=E•$\frac{1}{I}$-r圖線是直線，容易根據(jù)數(shù)學(xué)知識求出電池的電動勢E和內(nèi)電阻R：縱軸截距表示電池的內(nèi)電阻，斜率表示電動勢；

解答 解：（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，鋅-銅金屬材料做電極制成的水果電池短路電流和開路電壓較大，所以選用鋅-銅金屬材料做電極制成的水果電池效果好．
（2）a、根據(jù)題意得出測定水果電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方法是安阻法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理畫出電路圖：
b、由圖2所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為：2×1000+6×100+3×10+5×1=2635Ω，
c、根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E=IR+Ir，得R=E•$\frac{1}{I}$-r，
由數(shù)學(xué)知識得，縱軸截距表示電池的內(nèi)電阻，斜率表示電動勢，則有
電池的電動勢E=$\frac{5000×0.001}{5}$=1.0V，
內(nèi)阻為r=5000Ω．
故答案為：①鋅-銅
②a．如圖所示
b．2635Ω
c． 5000Ω，1.0

點(diǎn)評 電阻箱各旋鈕示數(shù)與對應(yīng)倍率的乘積之和是電阻箱的示數(shù)，電阻箱不需要估讀．用安阻法測電源的電動勢和內(nèi)電阻，數(shù)據(jù)處理時使用圖象法，要做直線，形象、直觀、便于計算．