Question

将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，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，实验测得不足3mA．为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：
水果电池
电流表A（量程0～3mA，内阻约为0.5Ω）
电压表V（量程0～1.5V，内阻约为3kΩ）
滑动变阻器R₁（阻值0～10Ω，额定电流为1A）
滑动变阻器R₂（阻值0～3kΩ，额定电流为1A）
电键，导线若干
（1）应选图

 

（选填“a”或“b”）电路图进行实验．
（2）实验中滑动变阻器应选用

 

（用器材代号表示）．
（3）根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U-I图象如图所示，由图象可知，水果电池的电动势E=

 

V，内阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）电流表的内阻很小，分担的电压很小，可以忽略，所以用伏安法测电源电动势和内阻时，电流表采取外接法误差较小．
（2）通过水果电池的内阻大小，选择合适的滑动变阻器．
（3）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）由题意可知水果电池内阻较大，为减小实验误差，相对于电源来说，电流表应采用内接法，因此应选择图a所示电路图．
（2）电源的内阻大约r=

E

I

=

1.5V

0.003A

=500Ω，若选用0～10Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，因此滑动变阻器应选：R₂（阻值0～3kΩ，额定电流为1A）．
（3）由图示电源U-I图线可知，图象与纵轴截距为1.35，则电源电动势：E=1.35V；电池内阻：r=

△U

△I

=

1.35

0.003

=450Ω；
故答案为：（1）a；（2）R₂；（3）1.35；450．

点评：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．