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IA=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.

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=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg,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).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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