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(2013?百色模拟)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Rg=15Ω,满偏电流Ig=2mA)
B.电流表G2(量程20mA,内阻约2)
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r约200Ω)
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,需串联一个阻值为
1985
1985
Ω的电阻;
(2)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,为尽量减小实验的误差,请在虚线方框中画出实验电路图;
(3)该同学实验中记录的6组对应的数据如下表,试根据表中数据在下图中描点画出U-I图线;由图线可得,水果电池的电动势E=
3.8
3.8
V,内电阻r=
190
190
Ω;
I/mA 4.0 5.0 8.0 10.0 12.0 14.0
U/V 3.04 2.85 2.30 1.90 1.50 1.14
(4)实验测得的水果电池的电动势与真实值相比,E
等于
等于
E(选填“大于”、“小于”或“等于”).
分析:(1)电流表改装成电压表要串联分压电阻,串联的阻值为R=
U
Ig
-Rg,U为改装后的量程.
(2)根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出电路图.
(3)应用描点法作图作出U-I图象;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.
(4)由实验原理、实验电路分析实验误差.
解答:解:(1)改装成电压表要要串联电阻,串联的阻值为R:
R=
U
Ig
-Rg=
4V
2×10-3A
-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,电路图如图所示.
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出电源的U-I图象如图所示;由电源的U-I图象可知,电源电动势:E=3.8V,内阻r=
△U
△I
=
3.80V-1.0V
15×10-3A
=190Ω(185Ω~194Ω均正确).

(4)由实验电路可知,滑动变阻器阻值无穷大,即外电路断路时,电压表测电源电动势,
电动势的测量等于真实值;电源内阻的测量值实际上是电源内阻与电流表G2的内阻之和,
电源内阻的测量值大于真实值,即E=E,r>r
故答案为:(1)1985;(2)电路图如图所示;(3)图象如图所示;3.8;190;(4)等于.
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.
练习册系列答案
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