Question

將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內，就構成了簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5V，可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V，額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡．原因是流過小燈泡的電流太小了，經實驗測得還不足3mA．為了精確的測定水果電池的電動勢和內阻，現(xiàn)提供電流表（量程為3mA，內阻為10Q）、電壓表（量程為1.5V，內阻為3kQ）以及滑動變阻器、開關和導線等實驗器材．
（1）請畫出實驗應采用的電路圖
（2）若給出的滑動變阻器有兩種規(guī)格：A（0：30Q）、B（0：3kQ），本實驗中滑動變阻器應選用（填字母代號）

 

．
（3）根據(jù)實驗記錄，經描點、連線得到的U-I圖象如下圖所示．由圖可知：水果電池的電動勢為E=

 

V，內阻為r=

 

Q．
（4）若不計偶然誤差，用以上的方法測量出的水果電池的電動勢和內阻與真實值相比電動勢E

 

，內阻r

 

（填偏大、偏小或相等）．

Answer 1

分析：（1）電流表的內阻很小，分擔的電壓很小，可以忽略，所以用伏安法測電源電動勢和內阻時，電流表采取外接法誤差較小．
（2）通過水果電池的內阻大小，選擇合適的滑動變阻器．
（3）U-I圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，圖線斜率的絕對值表示水果電池的內阻．
（4）由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，運用圖象法分析誤差．

解答：解：（1）因為電流表內阻較小，分擔電壓較小，電流表采取外接法誤差較�。�滑動變阻器采用限流式接法，串聯(lián)在電路中，電路圖如右圖．   

（2）電源的內阻大約r=

E

I

=

1.5

3×10-3

Ω=500Ω，若選用0～30Ω的滑動變阻器，移動滑片，電流基本不變，所以本實驗中滑動變阻器應選用B．
（3）U-I圖線的縱軸截距為1.30，知：水果電池的電動勢E=1.30V，圖線斜率的絕對值r=

1.3

3×10-3

Ω=433Ω，內電阻r=433Ω．
（4）由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，而電流沒有誤差，運用圖象法分別在U-I圖上由測量數(shù)據(jù)作出的圖線1和修正誤差后真實值作出的圖線2，由圖看出，電動勢沒有系統(tǒng)誤差，即電動勢值與真實值相等，內阻的測量值偏大．
故答案為：（1）如圖所示．
（2）B  （3）1.30，433．
（4）相等，偏大

點評：解決本題的關鍵知道實驗誤差的來源，會從U-I圖線中獲取電源的電動勢和內電阻．