Question

7．某校物理兴趣小组的同学对“水果电池”进行了实验探究，设计了如下实验．
①选择最佳电极材料的探究实验：保持极板间的距离为1.5cm，极板的有效面积为4.5cm²，选用不同的金属材料作电极．表为实验数据．

	铁-锌		铁-铜		锌-铜		铝-铜
	短路电流 I/μA	开路电压 U/V	短路电流 I/μA	开路电压 U/V	短路电流 I/μA	开路电压 U/V	短路电流 I/μA	开路电压 U/V
苹果	60	0.55	70	0.60	125	0.95	90	0.65
梨	30	0.40	40	0.50	90	0.60	20	0.20
菠萝	140	0.55	90	0.45	220	1.00	100	0.50
橙子	200	0.78	185	0.70	245	1.05	170	0.75
番茄	120	0.55	110	0.36	190	0.70	100	0.30h

根据以上数据，选用锌-铜金属材料做电极制成的水果电池效果好．
②根据以上数据可以知道，水果电池的内阻很大，为了测定水果电池的电动势和内阻，兴趣小组的同学利用电阻箱和电流表组成电路来测定水果电池的电动势和内阻．
a．在如图1的方框中画出实验电路图
b．如图2，是一正在测量中的电阻箱示意图，则该电阻箱的读数为2635Ω．
c．表为某次实验的数据

电阻箱R/Ω	500	1000	1500	2000	2500
电流表示数I/μA	182	167	153	143	133
$\frac{1}{I}$/mA-1	5.46	5.99	6.54	6.99	7.52

根据表中数据在坐标纸中作出R-$\frac{1}{I}$关系图象如图3所示，根据图象可以得水果电池的内阻r为5000Ω，电动势E为1.0V．

Answer 1

分析 在金属活动性中，从表格中的数据分析得出金属活动性对电压的影响．
根据题意得出测定水果电池的电动势和内阻的实验方法是安阻法，根据实验原理画出电路图．
电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积是电阻箱示数，由图示电阻箱读出其示数．
根据闭合电路欧姆定律，得到R与$\frac{1}{I}$的表达式，作出的R=E•$\frac{1}{I}$-r图线是直线，容易根据数学知识求出电池的电动势E和内电阻R：纵轴截距表示电池的内电阻，斜率表示电动势；

解答 解：（1）根据以上数据，锌-铜金属材料做电极制成的水果电池短路电流和开路电压较大，所以选用锌-铜金属材料做电极制成的水果电池效果好．
（2）a、根据题意得出测定水果电池的电动势和内阻的实验方法是安阻法，根据实验原理画出电路图：
b、由图2所示电阻箱可知，电阻箱示数为：2×1000+6×100+3×10+5×1=2635Ω，
c、根据闭合电路欧姆定律，有E=IR+Ir，得R=E•$\frac{1}{I}$-r，
由数学知识得，纵轴截距表示电池的内电阻，斜率表示电动势，则有
电池的电动势E=$\frac{5000×0.001}{5}$=1.0V，
内阻为r=5000Ω．
故答案为：①锌-铜
②a．如图所示
b．2635Ω
c． 5000Ω，1.0

点评 电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱的示数，电阻箱不需要估读．用安阻法测电源的电动势和内电阻，数据处理时使用图象法，要做直线，形象、直观、便于计算．