Question

某同學將銅片和鋅片插入水果中制成一個“水果電池”，該同學利用下列所給器材測量水果電池的電動勢E和內阻r．
A．電流表G₁（內阻R_g=l5Ω，滿偏電流I_g=2mA）
B．電流表G₂（量程20mA，內阻約2Ω）
C．滑動變阻器R₁（0～1000Ω）
D．電阻箱R₂（0～9999.9Ω）
E．待測水果電池（電動勢E約4V，內阻r約200Ω）
F．開關S，導線若干

（1）實驗中用電流表G₁改裝成量程0-4V的電壓表，需

 

（選填“串聯”或“并聯”）一個阻值為

 

Ω的電阻；
（2）用電流表G₂和改裝成的電壓表測量水果電池的電動勢和內阻，為盡量減小實驗的誤差，請在圖1虛線方框中畫出實驗電路圖；
（3）該同學實驗中記錄的一些對應的數據，并根據數據描點畫出U-I圖線如圖2，由圖可得，水果電池的電動勢E=

 

V，內電阻r=

 

Ω；
（4）實驗測得的水果電池的電動勢和內阻與真實值相比，E_測

 

E_真，r_測

 

r_真（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：（1）電流表改裝成電壓表要串聯分壓電阻，串聯的阻值為R=

U

Ig

-Rg，U為改裝后的量程．
 （2）根據伏安法測電源電動勢與內阻的原理作出電路圖．
 （3）電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內阻．
 （4）由實驗原理、實驗電路分析實驗誤差．

解答：解：（1）改裝成電壓表要要串聯電阻，串聯的阻值為R：
R=

U

Ig

-Rg=

4V

2×10-3A

-15Ω=1985Ω，應串聯1985Ω的電阻；
（2）電流表G₁與電阻箱R₂串聯組裝成電壓表，電壓表測路端電壓，由于水果電池內阻較大，相對于電源來說，電流表可以采用內接法，電路圖如圖所示．
（3）由電源的U-I圖象可知，電源電動勢：E=3.80V，內阻r=

△U

△I

=

3.80V-1.0V

15×10-3A

=190Ω（185Ω～194Ω均正確）．
（4）由實驗電路可知，滑動變阻器阻值無窮大，即外電路斷路時，電壓表測電源電動勢，
電動勢的測量等于真實值；電源內阻的測量值實際上是電源內阻與電流表G₂的內阻之和，
電源內阻的測量值大于真實值，即E_測=E_真，r_測＞r_真．
故答案為：（1）串聯；1985；（2）電路圖如圖所示；（3）3.8V；190Ω；（4）等于；大于．

點評：本題考查了把電流表改裝為電壓表、測電源電動勢與內阻問題，把電流表改裝為電壓表，要串聯一個大電阻；要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法．