Question

有同學測量水果電池的電動勢和內阻，能夠使用的測量儀器有電壓表、電流表、滑動變阻器、電阻箱、開關及導線若干。
(1)該實驗有多種測量方法，試畫出在下列限制條件下的測量電路圖(不必考慮量程問題)。
①不用電阻箱；②不用電壓表；③不用電流表

(2)某同學用(1)問中的方案①做此實驗，并且采用作圖法處理數據。假若能夠用理想電表做該實驗，做出的圖像如圖所示的話，請在此圖基礎上定性地畫出由于電表并非理想而測出的實際圖像。

Answer 1

解：本實驗中能夠使用的測量儀器有電壓表、電流表、滑動變阻器、電阻箱、開關及導線若干。
①不用電阻箱：那可以使用的測量儀器有電壓表、電流表、滑動變阻器、開關及導線若干，根據這些儀器進行電路連接。此電路采用伏安法內接法，實驗中將滑動變阻器與電流表串聯，然后再與電壓表并聯。實驗中先滑動變阻器滑片測出一組電流和電壓值，再移動滑動變阻器滑片測出另一組電流和電壓值，最后進行計算可得水果電池的電動勢和內阻。電路圖如下所示①。
②不用電壓表：那可以使用的測量儀器有電流表、電阻箱、開關及導線若干，根據這些儀器進行電路連接。此電路采用串聯接法，試驗中將變阻箱與電流表串聯。試驗中調節變阻箱旋鈕確定一個電阻值，測出此時電流值；然后再調節變阻箱旋鈕確定另一個電阻值，測出此時的電流值；最后進行計算可得水果電池的電動勢和內阻。電路圖如下所示②。
③不用電流表：那可以使用的測量儀器有電壓表、滑動變阻器、電阻箱、開關及導線若干，根據這些儀器進行電路連接。試驗中將變阻箱與電壓表進行并聯，先調節變阻箱的旋鈕確定一個電阻值，測出此時的電壓值；再調節變阻箱的旋鈕確定另一個電阻值，測出此時的電壓值，最后進行計算可得水果電池的電動勢和內阻。電路圖如下所示③。

(2)根據題意，理想電表是不計其本身電阻的儀器，實驗中電壓表和電流表都存在電阻，所以不是理想電表。實驗測量的值要比理論值小，所以實際的I-U曲線圖如下圖所示。