Question

9．某同學(xué)為了研究水果電池，將鋅、銅兩塊電極插入一個土豆中做成一個“土豆電池”，他用伏特表測得這個“土豆電池”兩端電壓為0.96V，但他將四個這樣的“土豆電池”串起來給“3V，0.5A”的小燈泡供電時，燈泡并不發(fā)光．檢查燈泡、線路均沒有故障，為了尋找原因．
（1）他用多用電表“直流10V”擋去測量這四個“土豆電池”兩端的電壓，指針如甲圖a所示，讀數(shù)為3.80V．他又用多用電表“×10Ω”擋去測量這四個“土豆電池”的電阻，指針如甲圖b所示，其阻值為120Ω．
（2）為了更準(zhǔn)確測定一節(jié)“土豆電池”的電動勢和內(nèi)阻，他設(shè)計了如圖乙所示的電路，電路中所用電流計G的阻值為50Ω，實驗中他多次改變電阻箱的阻值，分別記錄下各次電阻箱的阻值及相應(yīng)的電流計示數(shù)，算出電流的倒數(shù)，并將數(shù)據(jù)填在如下的表格中．

電阻R/Ω	電流I/mA	電流倒數(shù)$\frac{1}{I}{A^{-1}}$
100	2.50	400
200	2.00	500
300	1.66	602
400	1.42	704
500	1.26	794

①在利用圖象法處理數(shù)據(jù)時，該同學(xué)選擇了作“$\frac{1}{I}$-R”圖象而不是作“I-R”圖象，你認(rèn)為他這樣做的理由是圖線是一條直線，便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律和處理數(shù)據(jù)．
②請你幫該同學(xué)在圖丙的坐標(biāo)紙中作出$\frac{1}{I}$-R圖象．
③根據(jù)圖象可以求得該電池的電動勢為1.00V，內(nèi)阻為250Ω．
④完成實驗后，該同學(xué)分析得出燈泡不亮的原因是土豆電池的內(nèi)阻太大，回路電流太�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電壓表和歐姆表讀數(shù)原則讀數(shù)即可；
（2）①根據(jù)閉合電路歐姆定律求出函數(shù)表達(dá)式，然后答題，作圖時要作直線圖象，便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律和處理數(shù)據(jù)；
②描出各個點后，用一條直線連接各個點，如果不能通過所有的點，就使直線兩側(cè)的點的個數(shù)大致相等；
③根據(jù)圖象函數(shù)表達(dá)式與圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻；
④由于土豆電池的內(nèi)阻太大，回路電流太小，所以燈泡不亮．

解答 解：（1）根據(jù)甲圖a可知，讀數(shù)為3.80V，根據(jù)甲圖b所示，其阻值為R=120Ω，
（2）①由圖乙所示實驗電路可知，電源電動勢：E=I（r+R+R_A），則$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}R+\frac{r+{R}_{A}}{E}$，屬于$\frac{1}{I}$與R成線性關(guān)系，函數(shù)圖象是一條直線，便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律和處理數(shù)據(jù)，
②根據(jù)描點法作出$\frac{1}{I}$-R圖象，如圖所示：
③由圖丙所示圖象可知，圖象斜率k=$\frac{1}{E}=\frac{800-300}{500}=1$V^-1，則電源電動勢E=1V，
圖象縱軸截距b=$\frac{r+{R}_{A}}{E}$=300，解得電源內(nèi)阻r=250Ω，
④由于土豆電池的內(nèi)阻太大，回路電流太小，所以燈泡不亮．
故答案為：（1）3.80，120；
（2）①圖線是一條直線，便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律和處理數(shù)據(jù)；
②圖象如圖所示；
③1.00，250；
④土豆電池的內(nèi)阻太大，回路電流太�。�

點評 本題是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．