Question

某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r．
A．电流表G₁（内阻R_g=l5Ω，满偏电流I_g=2mA）
B．电流表G₂（量程20mA，内阻约2Ω）
C．滑动变阻器R₁（0～1000Ω）
D．电阻箱R₂（0～9999.9Ω）
E．待测水果电池（电动势E约4V，内阻r约200Ω）
F．开关S，导线若干

（1）实验中用电流表G₁改装成量程0-4V的电压表，需

 

（选填“串联”或“并联”）一个阻值为

 

Ω的电阻；
（2）用电流表G₂和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，为尽量减小实验的误差，请在图1虚线方框中画出实验电路图；
（3）该同学实验中记录的一些对应的数据，并根据数据描点画出U-I图线如图2，由图可得，水果电池的电动势E=

 

V，内电阻r=

 

Ω；
（4）实验测得的水果电池的电动势和内阻与真实值相比，E_测

 

E_真，r_测

 

r_真（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：（1）电流表改装成电压表要串联分压电阻，串联的阻值为R=

U

Ig

-Rg，U为改装后的量程．
 （2）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出电路图．
 （3）电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻．
 （4）由实验原理、实验电路分析实验误差．

解答：解：（1）改装成电压表要要串联电阻，串联的阻值为R：
R=

U

Ig

-Rg=

4V

2×10-3A

-15Ω=1985Ω，应串联1985Ω的电阻；
（2）电流表G₁与电阻箱R₂串联组装成电压表，电压表测路端电压，由于水果电池内阻较大，相对于电源来说，电流表可以采用内接法，电路图如图所示．
（3）由电源的U-I图象可知，电源电动势：E=3.80V，内阻r=

△U

△I

=

3.80V-1.0V

15×10-3A

=190Ω（185Ω～194Ω均正确）．
（4）由实验电路可知，滑动变阻器阻值无穷大，即外电路断路时，电压表测电源电动势，
电动势的测量等于真实值；电源内阻的测量值实际上是电源内阻与电流表G₂的内阻之和，
电源内阻的测量值大于真实值，即E_测=E_真，r_测＞r_真．
故答案为：（1）串联；1985；（2）电路图如图所示；（3）3.8V；190Ω；（4）等于；大于．

点评：本题考查了把电流表改装为电压表、测电源电动势与内阻问题，把电流表改装为电压表，要串联一个大电阻；要掌握应用图象法处理实验数据的方法．