Question

測量“水果電池”的電動勢和內電阻:將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內,就構成了簡單的“水果電池”,其電動勢約1.5 V,可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5 V、額定電流為0.3 A的手電筒的小燈泡.原因是流過小燈泡的電流太小了,經實驗測得其值還不足3 mA.現用量程合適的電壓表、電流表以及滑動變阻器、開關、導線等實驗器材盡量精確地測定“水果電池”的電動勢和內電阻.?

圖11

(1)若給出的滑動變阻器有兩種規格:A(0-30 Ω)、B(0-30 kΩ).本實驗中應該選用哪種規格的滑動變阻器?

(2)在實驗中根據電壓表的示數U與電流表的示數I的值,經描點、連線得到U-I圖象,如圖11所示,根據圖中所給數據,則“水果電池”的電動勢與內電阻分別為E=_______ V;r=_______ Ω.?

(3)若不計測量中的偶然誤差,用這種方法測量得出的電動勢和內電阻的值與真實值相比電動勢E_______(填“偏大”“相等”或“偏小”），內電阻r_______(填“偏大”“相等”或“偏小”）.??

Answer 1

(1)B　?(2)1.5　  500　?(3)相等  　偏大?

解析：(1)由題設條件可知，該“水果電池”的內阻很大，若選滑動變阻器A(0-30 Ω)，則當滑動變阻器的觸頭移動時，電表示數幾乎不變，無法進行多次測量，從而影響實驗誤差.因此本實驗中應該選用阻值較大的(0-30 kΩ)的滑動變阻器B.?

(2)由下圖可知，直線與縱軸截距即為電動勢，所以E=1.5 V；直線斜率的絕對值即為電源內阻，所以.

(3)本實驗因電池的內阻很大，故采用電流表外接法，如上圖所示，所以電流表的示數應是干路電流值，但電壓表的示數小于實際路端電壓值而引起系統誤差，導致結果為電動勢準確而內阻偏大.