题目内容

17.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A:满偏电流3mA,电阻约10Ω
电压表V:量程0~1.5V,电阻约1000Ω
滑动变阻器R1:0~30Ω
滑动变阻器R2:0~3kΩ
开关、导线等实验器材
(1)本实验选用上面所示的实验原理图1,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.

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.

解答 解:(1)“水果电池”的内阻大约为r=$\frac{E}{I}=\frac{1.5}{3×1{0}^{-3}}Ω=500Ω$,若选用0~30Ω的滑动变阻器,移动滑片,电流表示数基本不变,所以本实验中滑动变阻器应选用R2.
(2)由闭合电路欧姆定律可知E=U+Ir,可得U=E-Ir
则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.
从U-I图线可知,纵轴截距为1.5,可得“水果电池”的电动势E=1.5V,
图线斜率的绝对值为r=$\frac{1.5}{3×1{0}^{-3}}Ω=500Ω$,即内电阻为500Ω
故答案为:(1)R2;   (2)1.5,500.

点评 本题考查电源电动势和内阻的测量.解决本题的关键是会结合闭合电路欧姆定律从U-I图线中获取电源的电动势和内电阻.

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