Question

16．将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．

（1）通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点．他们找来了一个苹果做实验，用量程为0-3V、内阻约5kΩ的伏特表测其两极时读数为0.75V．但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，出现这种现象的原因应当是：苹果电池的内阻太大，输出电压很小．
（2）接着他们用内阻约50Ω的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极，测得电流为0.40mA，根据前面用伏特表测得的0.75V电压，由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻：r=$\frac{E}{I}$=$\frac{0.75}{0.40×1{0}^{-3}}$Ω=1.9kΩ．这个结果是否准确？不准确（填“准确”或者“不准确”）
（3）请用以下器材尽可能准确地测定“苹果电池”的电动势和内阻：由以上两个“苹果电池”串联的电池组，电压表V（量程3V，内阻约5kΩ），电流表A（量程为0～0.6mA，内阻约为50Ω），滑动变阻器R（最大阻值约4kΩ）），导线和开关．
①在图1方框中画出实验电路图．
②图2是实验中得到的U-I图象，由图象可知每个“苹果电池”的电动势为2.4V，内电阻为6.0kΩ．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）“苹果电池”的内阻太大，接灯泡时，电流太小，灯泡功率太小，不会发光；
（2）当外电阻远大于内电阻时，路段电压约等于电源电动势，苹果电池内阻通常达到几百欧姆；
（3）用伏安法测量电源的电动势和内电阻，画出电路图并连接实物图；
③电源的U-I图线的纵轴截距表示电动势，斜率表示内阻．

解答 解：（1））“苹果电池”的内阻太大，接灯泡时，电流太小，灯泡功率太小，不会发光；
故答案为：“苹果电池”的内阻太大；
（2）当外电阻远大于内电阻时，路段电压约等于电源电动势，苹果电池内阻通常达到几百欧姆，故电动势大于0.75V；电流表内阻也没有减去；
故答案为：不准确，原因是电压表内阻不是远大于电源内阻，E值偏小，也没有减去电流表的电阻；
（3）①用伏安法测量电源的电动势和内电阻，电路图和连线图如图所示：

②电源的U-I图线如下图所示

电源的U-I图线的纵轴截距表示电动势，故E=2.4V，故每个电动势的电动势约为2.4V；
斜率表示内阻，故r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.4}{0.0004}$=6000Ω=6kΩ．
故答案为：（1）苹果电池的内阻太大，输出电压很小；（2）不准确；（3）①如图所示；②2.4；6.0．

点评 本题关键是明确测定电源电动势和内电阻的实验原理、数据处理方法和误差来源，同时要明确水果电池的内电阻较大，无实用价值．