Question

（2013?百色模擬）某同學(xué)將銅片和鋅片插入水果中制成一個(gè)“水果電池”，該同學(xué)利用下列所給器材測量水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r．

A．電流表G₁（內(nèi)阻R_g=15Ω，滿偏電流I_g=2mA）
B．電流表G₂（量程20mA，內(nèi)阻約2）
C．滑動變阻器R₁（0～1000Ω）
D．電阻箱R₂（0～9999.9Ω）
E．待測水果電池（電動勢E約4V，內(nèi)阻r約200Ω）
F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
（1）實(shí)驗(yàn)中用電流表G₁改裝成量程0～4v的電壓表，需串聯(lián)一個(gè)阻值為

1985

Ω的電阻；
（2）用電流表G₂和改裝成的電壓表測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，為盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，請?jiān)谔摼�方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中記錄的6組對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表，試根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖中描點(diǎn)畫出U-I圖線；由圖線可得，水果電池的電動勢E=

3.8

V，內(nèi)電阻r=

190

Ω；

I/mA	4.0	5.0	8.0	10.0	12.0	14.0
U/V	3.04	2.85	2.30	1.90	1.50	1.14

（4）實(shí)驗(yàn)測得的水果電池的電動勢與真實(shí)值相比，E_測

等于

E_真（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：（1）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)的阻值為R=

U

Ig

-Rg，U為改裝后的量程．
（2）根據(jù)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理作出電路圖．
（3）應(yīng)用描點(diǎn)法作圖作出U-I圖象；電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻．
（4）由實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答：解：（1）改裝成電壓表要要串聯(lián)電阻，串聯(lián)的阻值為R：
R=

U

Ig

-Rg=

4V

2×10-3A

-15Ω=1985Ω，應(yīng)串聯(lián)1985Ω的電阻；
（2）電流表G₁與電阻箱R₂串聯(lián)組裝成電壓表，電壓表測路端電壓，由于水果電池內(nèi)阻較大，相對于電源來說，電流表可以采用內(nèi)接法，電路圖如圖所示．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出電源的U-I圖象如圖所示；由電源的U-I圖象可知，電源電動勢：E=3.8V，內(nèi)阻r=

△U

△I

=

3.80V-1.0V

15×10-3A

=190Ω（185Ω～194Ω均正確）．

（4）由實(shí)驗(yàn)電路可知，滑動變阻器阻值無窮大，即外電路斷路時(shí)，電壓表測電源電動勢，
電動勢的測量等于真實(shí)值；電源內(nèi)阻的測量值實(shí)際上是電源內(nèi)阻與電流表G₂的內(nèi)阻之和，
電源內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值，即E_測=E_真，r_測＞r_真．
故答案為：（1）1985；（2）電路圖如圖所示；（3）圖象如圖所示；3.8；190；（4）等于．

點(diǎn)評：本題考查了把電流表改裝為電壓表、測電源電動勢與內(nèi)阻問題，把電流表改裝為電壓表，要串聯(lián)一個(gè)大電阻；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．