Question

5．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该“水果电池”的电动势E和内阻r．
A．待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω）
B．电流表A₁（量程0.6A，内阻约1Ω）
C．电流表A₂（量程20mA，内阻约50Ω）
D．电压表V₁（量程4V，内阻约4kΩ）
E．电压表V₂（量程15V，内阻15kΩ）
F．滑动变阻器R（0～1000Ω）
G．开关S，导线若干
（1）为了尽量减小实验的误差，实验电流表选择C；电压表选择D． （填器材前面字母）
（2）为尽量减小实验误差，图1中列出了两个实验电路图，应选择甲．

（3）该同学根据实验数据画出U-I图线，如图2所示．由图线可得，“水果电池”的电动势E=3.8V，内电阻r=190Ω．
（4）实验测得“水果电池”的电动势与真实值相比，E_测= E_真 （选填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）实验中要能保证安全和准确性选择电表；
（2）因电源内阻与电流表内阻很接近，故应采用相对电源来说的电流表外接法；
（3）由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻；
（4）由实验原理、实验电路分析实验误差．

解答 解：（1）电动势E约为4V，内阻r约为200Ω，电路中最大电流${I}_{max}=\frac{E}{r}=\frac{4}{200}=0.02A=20mA$，
为了读数准确，所以选择电流表C．电流表A₂（量程20mA，内阻约50Ω），电压表电压表V₁（量程4V，内阻约4kΩ），
（2）因电源内阻与电流表内阻很接近，故应采用相对电源来说的电流表外接法，故选甲；
（3）由电源的U-I图象可知，电源电动势：E=3.80V，内阻r=$\frac{△U}{△I}=\frac{3.80-1.0}{0.015}$=190Ω．
（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的内阻之和，电源内阻的测量值大于真实值，即E_测=E_真，r_测＞r_真．
故答案为：（1）C；D；（2）甲；（3）3.8；190；（4）=

点评 本题为设计性实验，在解题时应注意明确实验的原理；并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式，由图象得出电动势和内电阻．