Question

4．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R_g=15Ω，满偏电流I_g=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r约500Ω）
F．开关S，导线若干
①实验中用电流表G₁与电阻箱R₂改装成量程0～4V的电压表，需串联（选填“串联”或“并联”）的阻值为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中的实物连接补充完整．
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5所示．请你在图5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=3.80V，内电阻r=470Ω

Answer 1

分析 （1）根据电路原理进行分析，根据电表的改装原理进行分析，明确应接入的电阻；
（2）根据原理图明确实物图；
（3）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）因为电流表内阻较小，分担电压较小，相对于电源电流表采取内接法误差较小．滑动变阻器采用限流式接法，串联在电路中，由于没有电压表，用已知内阻的G₂与电阻箱串联充当电压表使用；
由串联电路规律可知：4=I_g（R+R_g）；解得：R=1985Ω；
（2）根据原理图，依次将各元件连接即可；电路图如图．
（3）将各点用直线连接，注意要让尽量多的点分布在直线上；如下图

图象与纵轴的交点为电源的电动势；E=3.8V；内阻r=$\frac{3.8-1.0}{6.0}$×10³=470Ω
故答案为：（1）串联；1985；（2）如图；（3）如图，3.8，470（4）不可以，因为水果电池的内阻太大．

点评 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；并明确实验中数据处理的方法．