Question

18．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(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．

A．電流表G₁（內(nèi)阻R₁=15Q，滿偏電流I_A=2mA）
B．電流表G₂（量程20mA，內(nèi)阻約2Ω）
C．滑動(dòng)變阻器R₁（0～1000Ω）
D．電阻箱R₂（0～9999.9Ω）
E．待測(cè)水果電池（電動(dòng)勢(shì)E約4V，內(nèi)阻，約500Ω）
F．開(kāi)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)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)阻值為1985Ω的電阻．
②該同學(xué)用電流表G₂和改裝成的電壓表測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖．請(qǐng)根據(jù)電路圖，將圖2中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)用的電路．
③接通開(kāi)關(guān)，逐次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀取電流表示數(shù)I和對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U，記錄了6組數(shù)據(jù)，并在圖中標(biāo)注出了幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，如圖3所示．請(qǐng)你在圖3上把已經(jīng)描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成U-I，圖線．
④根據(jù)圖3描繪出的圖線可得出水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=3.8V，內(nèi)電阻r=470Ω．

Answer 1

分析 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=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g，U為改裝后的量程．
根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理將圖甲中未完成的實(shí)物連線圖連接完整．
電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻．

解答 解：①把電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，串聯(lián)的阻值為R：
R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg=$\frac{4}{0.002}$-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(cè)路端電壓，由于水果電池內(nèi)阻較大，相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，電流表可以采用內(nèi)接法，如圖所示．

③描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成U-I圖線．
④由電源的U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值為3.8V，則電源電動(dòng)勢(shì)：E=3.8V，
內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.8-1}{6×0.001}$=470Ω
故答案為：①串聯(lián)；1985；②如圖所示；③如圖所示；④3.8；470．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了把電流表改裝為電壓表、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻問(wèn)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．
本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，要注意結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理靈活地進(jìn)行設(shè)計(jì)．