题目内容
我们知道,将两个金属电极锌、铜插入一个水果中就可以做成一个水果电池(如图1所示).现要测量水果电池的电动势和内阻,两位同学采用不同的方法进行探究.(1)甲同学用量程为0~1V、内阻约10kΩ的电压表测水果电池的电压时读数为0.74V;用欧姆表直接测水果电池的两极,读得此时的读数为9kΩ;用灵敏电流表直接接水果电池的两极,测得电流为0.55mA.甲同学通过自己的分析认为该水果电池的电动势为0.74V,由全电路欧姆定律得内阻为
(2)乙同学利用课本上介绍的伏安法测水果电池的电动势和内阻,电路图和实物图如图2所示.
下表是测量某一水果电池时记录的数据.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 电压U/V | 0.320 | 0.340 | 0.396 | 0.440 | 0.460 | 0.500 | 0.520 | 0.570 | 0.610 |
| 电流I/mA | 0.460 | 0.400 | 0.322 | 0.270 | 0.238 | 0.204 | 0.180 | 0.132 | 0.100 |
某次实验后发现电压表坏了,丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻,该同学在利用图象法处理数据时该作出______随______ 变化的关系图象.另外该同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,灯泡并不发光(检查电路无故障)分析其不亮的原因是______.
【答案】分析:(1)水果电池本身具有电动势,而欧姆表中也有电源,故在测量时应考虑之间的相互影响;同时灵敏电流计内阻也不能忽略;
(2)由表中数据利用描点法可得出U-I图象,图象与纵坐标的交点为电源的电动势;当电流小于0.3mA时,图象可以看作直线,图象的斜率表示电池的内阻.
解答:解:(1)因电压表内阻不是无穷大,测量结果不是电源的电动势,要小于真实电动势;
因电池本身有电动势,其与欧姆表里的电动势相互影响使所测的内阻值不准确;同时由于电流表内阻不能忽略,所测短路电流也不准确;故答案可从以下方面分析:
①水果电池的内阻较大,水果电池的电动势大于0.74V
②因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准.
③灵敏电流表的内阻较大,所以0.55mA不是短路电流.
(只要答出其中的2点即可)
(2)作出U随I变化的关系图象如图;

由图可知水果电池的电动势为E=0.72V,(0.70-0.74之间均可)
内阻为r=
=1.0×103Ω.(0.9-1.1×103Ω之间均可);
若电压表坏了,可以作出
随R变化的关系图象,四个这样的水果电池串联起来内阻太大,回路电流太小,所以灯泡并不发光.
故答案为:
(1)①水果电池的内阻较大,水果电池的电动势大于0.74V
②因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准.
③灵敏电流表的内阻较大,所以0.55mA不是短路电流.(只要答出其中的2点即可)
(2)如图所示; 0.72V,(0.70-0.74之间均可);
1.0×103Ω. (0.9-1.1×103Ω之间均可);
;R;水果电池的内阻太大,回路电流太小

点评:水果电池由于内阻偏大,故无实用价值,但可以帮助我们了解电源的相关性质;应注意此类题型的分析.
(2)由表中数据利用描点法可得出U-I图象,图象与纵坐标的交点为电源的电动势;当电流小于0.3mA时,图象可以看作直线,图象的斜率表示电池的内阻.
解答:解:(1)因电压表内阻不是无穷大,测量结果不是电源的电动势,要小于真实电动势;
因电池本身有电动势,其与欧姆表里的电动势相互影响使所测的内阻值不准确;同时由于电流表内阻不能忽略,所测短路电流也不准确;故答案可从以下方面分析:
①水果电池的内阻较大,水果电池的电动势大于0.74V
②因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准.
③灵敏电流表的内阻较大,所以0.55mA不是短路电流.
(只要答出其中的2点即可)
(2)作出U随I变化的关系图象如图;
由图可知水果电池的电动势为E=0.72V,(0.70-0.74之间均可)
内阻为r=
若电压表坏了,可以作出
故答案为:
(1)①水果电池的内阻较大,水果电池的电动势大于0.74V
②因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准.
③灵敏电流表的内阻较大,所以0.55mA不是短路电流.(只要答出其中的2点即可)
(2)如图所示; 0.72V,(0.70-0.74之间均可);
1.0×103Ω. (0.9-1.1×103Ω之间均可);
点评:水果电池由于内阻偏大,故无实用价值,但可以帮助我们了解电源的相关性质;应注意此类题型的分析.
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