题目内容
10.测量“水果电池”的电动势和内电阻的实验中,将一铜片和一锌片分别插入同一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,其电动势约为1.5V,可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V,额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡,原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测定电流约为3mA.现有下列器材:待测“水果电池”
电流表:满偏电流3mA,电阻约10Ω
电压表:量程0~1.5V,电阻约1000Ω
滑动变阻器R1:0~30Ω
滑动变阻器R2:0~30kΩ
开关、导线等实验器材
(1)本实验选用如图1所示的实验原理图,应该选用哪种规格的滑动变阻器?R2.(填写仪器代号)
(2)在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值,得到U-I图象如图2所示,根据图中所给数据,则“水果电池”的电动势E=1.5V,内电阻r=500Ω.
(3)若不计测量中的偶然误差,用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比较,电动势E相等(选填“偏大”或“相等”或“偏小”),内电阻r偏大(选填“偏大”或“相等”或“偏小”)
分析 (1)通过水果电池的内阻大小,选择合适的滑动变阻器.
(2)U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻.
(3)由于电流表的分压,使得路端电压存在误差,运用图象法分析误差.
解答 解:(1)电源的内阻大约r=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω,若选用0~30Ω的滑动变阻器,移动滑片,电流可调节测量范围较小,所以本实验中滑动变阻器应选用R2.
(2)U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻.
U-I图线的纵轴截距为1.5,知:水果电池的电动势E=1.5V,
图线斜率的绝对值为:r=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω;
(3)由于电流表的分压,使得路端电压存在误差,而电流没有误差,运用图象法分别在U-I图上由测量数据作出的图线1和修正误差后真实值作出的图线2,由图看出,电动势没有系统误差,即电动势值与真实值相等,内阻的测量值偏大.
故答案为:(1)R2(2)1.5; 500 (3)相等;偏大.
点评 本题考查数据的处理方法,用图象法处理可以减小误差.解决本题的关键知道实验误差的来源,会从U-I图线中获取电源的电动势和内电阻.
练习册系列答案
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