Question

（2013?百色模拟）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=15Ω，满偏电流I_g=2mA）
B．电流表G₂（量程20mA，内阻约2）
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，需串联一个阻值为

1985

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，请在虚线方框中画出实验电路图；
（3）该同学实验中记录的6组对应的数据如下表，试根据表中数据在下图中描点画出U-I图线；由图线可得，水果电池的电动势E=

3.8

V，内电阻r=

190

Ω；

I/mA	4.0	5.0	8.0	10.0	12.0	14.0
U/V	3.04	2.85	2.30	1.90	1.50	1.14

（4）实验测得的水果电池的电动势与真实值相比，E_测

等于

E_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）应用描点法作图作出U-I图象；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）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出电源的U-I图象如图所示；由电源的U-I图象可知，电源电动势：E=3.8V，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）1985；（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；3.8；190；（4）等于．

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．