Question

（1）将铜片、锌片插入水果中，能制成“水果电池”．某同学采用如图1所示的实物图测量水果电池的电动势（E）和内阻（r）．
①实物图的导线连接仅有两处错误，分别是导线

F

和导线

D或C

．（用“A”～“F”表示）
②更正电路后，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的读数，经数据处理得：水果电池的电动势E=3.60V、内阻r=32.4Ω，由于粗心，该同学每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为：E=

0.36

V、r=

32.4

Ω．
（2）有一个标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，并作出其电功率P与其两端电压的平方U²的关系曲线．有下列器材可供选择：
A．电压表V（0～3V，内阻R_V=3kΩ）B．电流表G（0～500μA，内阻R_G=600Ω）
C．电阻箱R₁（0～99.99Ω）D．滑动变阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑动变阻器R₄（1kΩ，0.5A）F．电源（直流4V，内阻不计）
①为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要

ACD

（均用器材对应的字母填写）；
②根据你设计的实验电路，完成图2的连线；
③根据你的设计，若从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G，则小灯泡在该条件下的功率表达式

U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）

（均用字母表示）．表达式中除U、I_G以外，其他符号的意义是

R_V是电压表V的内阻，R_G是电流表G内阻，R₁是电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．

．

Answer 1

分析：1、①滑动变阻器采用限流式时应将导线一上一下接入电路；连接电路时电表正负接线柱不要接错；
②电源的U-I图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻．
2、已知灯泡的额定电压，则可选择电压表，由于电流表的量程很小，所以采用电阻箱R₁与电流表并联增大量程，
现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，所以滑动变阻器采用分压式接法，分压式接法滑动变阻器要选择小电阻；
要求电压从零开始连续调节，则应采用分压接法；同时考虑灯泡内阻与电流表内阻的大小关系可以确定电流表的接法；
根据串并联知识和功率P=UI求解小灯泡功率．

解答：解：（1）①从图中很明显看到滑动变阻器没有起到变阻作用，导线C、D两导线应调整一根，另外导线F有错，使得电路处于短路状态，
所以答案应该是F和D或F和C．
②U-I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，由题意知，图象与纵轴的交点坐标值是3.6，
由于粗心每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则图象与纵轴交点坐标实际值应该是0.36，
则电源的电动势应该是0.36V；
U-I图象斜率的绝对值是电源内阻，r=

△U

△I

，
由于电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，
则图象的斜率

△U

△I

与正确记录实验数据时是向同的，因此电源内阻为32.4Ω．
（2））①灯泡的额定电压是3V，所以选择0-3V电压表，即A．
电流表G量程很小，所以选择电阻箱R₁与电流G表并联增大量程，即C．
现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，所以滑动变阻器采用分压式接法，分压式接法滑动变阻器要选择小电阻，即D．
②要求电压从零开始连续调节，则滑动变阻器应采用分压接法；小灯泡电阻较小，故采用安培表外接法；
电路如图所示：

③从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G，则小灯泡两端的电压是U，
通过小灯泡的电流I=（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
小灯泡在该条件下的功率表达式P=UI=U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
R_V是电压表V的内阻，R_G是电流表G内阻，R₁是电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．
故答案为：（1）①F，D或C
②E=0.36V、r=32.4Ω
（2）①ACD
②如图所示
③U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
其中R_V是电压表V的内阻，R_G是电流表G内阻，R₁是电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．

点评：本题第一小实验重点考查了电路故障分析，和测电源电动势和内阻，尤其是在读数错误时对数据处理较难，
第二实验考查了电路设计和实验原理分析．这是高考中常考学生解决实际问题的能力