题目内容

14．将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池．现要测量橘子电池（如图甲所示）的电动势和内阻，三位同学采用不同的方法进行探究．

①甲同学用多用表的直流电压挡，选择0～1V量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时示数为0.82V；若已知该水果电池的内阻约为2100Ω，则该水果电池的电动势应大于（填“大于”“等于”或“小于”）0.82V．
②乙同学利用伏安法并借助DIS实验器材中的电压传感器、电流传感器测水果电池的电动势和内阻，电路如图乙所示．表是乙同学测量该水果电池时记录的数据．
次数123456
电压U/A0.320.360.440.520.600.68
电流I/mA0.320.300.260.220.180.14
请你根据测量数据在给出的图丙坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象．由图象求出水果电池的电动势为0.96V，内阻为2.0×103Ω．

分析 （1）电压表测量的是路端电压，水果电池有内阻，根据闭合电路欧姆定律分析电压表读数与电动势的关系；水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源将与水果电池串联，影响测量的结果．
（2）作出U随I变化的关系图象，根据闭合电路欧姆定律分析可知：U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，由图象即可求解；

解答 解：①电压表测量的是路端电压，水果电池有较大的内阻，根据闭合电路欧姆定律可知，水果电池的电动势大于0.82V；
②作出U随I变化的关系图象，U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，由图象可知，水果电池的电动势为E=0.96V，内阻为r=2.0×103Ω
③水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小，灯泡不发光．
故答案为：①大于；②0.96；2.0×103

点评 本题关键要掌握实验的原理：闭合电路欧姆定律，即电源的电动势等于电源的内外电压之和，并能理解图象的物理意义，会求解电动势和内阻即可．

练习册系列答案
相关题目
1．下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫科学假说法
B．在探究金属丝电阻率与金属丝长度、横截面等关系时，应用了控制变量法
C．根据速度定义式v=$\frac{△x}{△t}$，当△t趋近于零时，$\frac{△x}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，应用了等效替代的方法
D．卡文迪许扭秤实验测万有引力常量时，主要用到类比的方法
5．下列对热现象的认识，正确的是（　　）
A．在两个分子从一定距离处相互靠近的过程中，分子势能可能先减小后增大
B．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动就是分子热运动
C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D．环绕地球飞行的宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，因此飞船内气体对飞船内壁没有压强
E．物体吸收热量，其温度可能保持不变
2．某同学设想运用如图1所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值，电流表A的内阻和电源（内阻忽略不计）的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求．

（1）为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关K1之前应该将两个电阻箱的阻值调至最大（填“最大”或“最小”），然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数l0；接着将开关K2拨至2位置，保持R2不变，调节R1，当调节R1=34.2Ω时，电流表A读数仍为l0，则该未知电阻的阻值Rx=34.2Ω．
（2）为了测量电流表A的内阻RA和电源（内阻忽略不计）的电动势E，他将R1的阻值调到R1=1.5Ω，R2调到最大，将开关K2调至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图2所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为：$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}{R}_{2}+\frac{{R}_{1}+{R}_{A}}{E}$（用题中所给字母表示）；利用图象中的数据可求得；电流表A的内阻RA=0.5Ω，电源（内阻忽略不计）的电动势E=4V．
9．现通过以下实验探究电源输出功率与电源内阻和负载电阻的关系．采用的器材为：电源，电阻箱R，安培表（内阻可忽略），电键，导线等．

A．根据需要设计好实验电路图并请画在如图2虚框中．
B．按电路图连接好线路在闭合电键前已将电阻箱调到最大值）．合上电键，逐次减小电阻箱R的值．
C．读取并记录电阻箱值R及对应电流表的数值I，计算出相应的电源输出功率P值．根据所得数据绘出P-R关系曲线（如图1所示）．
从P-R图上可以看出：
①当R=12Ω时，电源输出功率最大；
②最大输出的功率PM0.19Wt．
③计算出所用电源电动势E=3.0V．（以上数据均保留两位有效数字）
19．某仓库中常用的皮带传输装置由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距4m，另一台倾斜，传送带的倾角θ=37°，C、D两端相距4.2m，B、C相距很近．水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动，将质量为20kg的一袋大米无初速度地放在A端，到达B端后，速度大小不变地传到倾斜送带的CD部分，米袋与传送带AB间的动摩擦因数为0.2，米袋与传送带CD间的动摩擦因数为0.8．（g取10m/s2）试求：
（1）从A点运动到B点的过程中，米袋与传送带之间因摩擦产生的热量；
（2）CD部分传送带顺时针运转，若要米袋能以最短的时间从C端传送到D端，求CD运转的速度应满足的条件及米袋从C端传送到D端的最短时间．
6．内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为$\sqrt{2}$R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示．由静止释放后（　　）
A．下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能
B．下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能
C．杆从左向右滑时，甲球无法下滑到凹槽的最低点
D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点
3．如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R（比细管的内径大得多），在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g．空间存在一磁感应强度大小未知（不为零），方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场．某时刻，给小球一方向水平向右，大小为v0=$\sqrt{5gR}$的初速度，则以下判断正确的是（　　）
A．获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用
B．小球一定能到达环形细管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用
C．小球每次到达最高点时的速度大小都相同
D．小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，机械能不守恒
4．某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻．
A．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5V，内阻约几欧姆
B．直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻约为3kΩ
C．定值电阻R0未知
D．滑动变阻器R，最大阻值Rm
E．导线和开关
（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图

（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0=$\frac{{U}_{20}-{U}_{10}}{{U}_{10}}{R}_{m}$（用U10、U20、Rm表示）
（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则两节干电池的总电动势E=$\frac{ka}{k-1}$，总内阻r=$\frac{{R}_{0}}{（k-1）}$（用k、a、R0表示）．

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