Question

18．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R₁=15Q，满偏电流I_A=2mA）
B．电流表G₂（量程20mA，内阻约2Ω）
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，约500Ω）
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（选填“串联”或“并联”）一个阻值为1985Ω的电阻．
②该同学用电流表G₂和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，设计了如图1所示的实验电路图．请根据电路图，将图2中的实物连接成实验用的电路．
③接通开关，逐次调节滑动变阻器，读取电流表示数I和对应的电压表的示数U，记录了6组数据，并在图中标注出了几个与测量对应的坐标点，如图3所示．请你在图3上把已经描绘出的坐标点连成U-I，图线．
④根据图3描绘出的图线可得出水果电池的电动势E=3.8V，内电阻r=470Ω．

Answer 1

分析 电流表改装成电压表要串联分压电阻，串联的阻值为R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g，U为改装后的量程．
根据伏安法测电源电动势与内阻的原理将图甲中未完成的实物连线图连接完整．
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．

解答 解：①把电流表改装成电压表要串联一个分压电阻，串联的阻值为R：
R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg=$\frac{4}{0.002}$-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，如图所示．

③描绘出的坐标点连成U-I图线．
④由电源的U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为3.8V，则电源电动势：E=3.8V，
内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.8-1}{6×0.001}$=470Ω
故答案为：①串联；1985；②如图所示；③如图所示；④3.8；470．

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．
本题考查了实验器材的选择、设计实验电路，要注意结合实验原理灵活地进行设计．