Question

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．图丙是乙同学根据测量该水果电池时记录的数据作出U随I变化的关系图象，则由图象可求出该水果电池的电动势为0.96V，内阻为2.0×10³Ω．
（3）丙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，结果灯泡不发光（经检查，电路无故障），则灯泡不亮的原因是水果电池的内阻过大，回路中电流过小．

Answer 1

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；
（3）灯泡仍不发光，说明电流过小，原因是水果电池的内阻太大

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=$\frac{0.96}{0.48×1{0}^{-3}}$=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
③水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太

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．