Question

1．將兩個鋅、銅等金屬電極插入任何一個水果中就可以做成一個水果電池如圖1，但日常生活中我們很少用“水果電池”，這是為什么呢？某學習小組的同學準備就此問題進行探究．通過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中，電動勢大約會有1伏多一點．他們找來了一個蘋果做實驗，用伏特表測其兩極時讀數(shù)為0.75V．但當他們將四個這樣的蘋果電池串起來給標稱值為“3V，0.5A”的小燈泡供電時，燈泡并不發(fā)光．檢查燈泡、線路均沒有故障，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因估計是“蘋果電池”的內(nèi)阻太大，為此進行下一步探究：接著他們用靈敏電流表直接接一個“蘋果電池”的兩極，測得電流為0.40mA，根據(jù)前面用伏特表測得的0.75V電壓，由全電路歐姆定律可估算出“蘋果電池”內(nèi)阻：r=$\frac{E}{I}$=1.9kΩ．與估計一致，為了盡可能準確測量出“蘋果電池”的電動勢和內(nèi)阻，他們進入實驗室，發(fā)現(xiàn)有以下器材：
A．由以上兩個“蘋果電池”串聯(lián)的電池組，
B．電壓表V（量程0.6V，內(nèi)阻約1kΩ），
C．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約5kΩ）
D．電流表A（量程為0～0.6mA，內(nèi)阻約為10Ω），
E．電流表A（量程為0～1A，內(nèi)阻約為0.2Ω），
F．滑動變阻器R（最大阻值約20Ω），
G．滑動變阻器R（最大阻值約20kΩ），
H．導(dǎo)線和開關(guān)．

（1）在上述器材中，電流表應(yīng)選D，電壓表應(yīng)選C，變阻器選G．（填寫選項前的字母）；
（2）請完成實物圖連接．
（3）（圖2是實驗中得到的U一I圖象，由圖象可知每個“蘋果電池”的電動勢為E=1.1V，內(nèi)電阻r=2.5kΩ．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蘋果電池的電動勢、短路電流、內(nèi)阻阻值選擇電壓表、電流表與變阻器．
（2）根據(jù)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理連接實物電路圖．
（3）根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象，然后根據(jù)圖象求出電池的電動勢與內(nèi)阻．

解答 解：（1）由題意可知，蘋果電池的短路電流為0.4mA，則電流表應(yīng)選D；
蘋果電池的電動勢約為0.75V，則電壓表應(yīng)選C；
蘋果電池內(nèi)阻約為1.9kΩ，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選G．
（2）伏安法測電池電動勢與內(nèi)阻，電流表測電路電流，電壓表測路端電壓，實物電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出電源的U-I圖象如圖所示，

由圖1所示可知，兩個蘋果電池串聯(lián)，
由圖象可知，電源U-I圖象與縱軸交點坐標值為2.2，則電源電動勢：E=$\frac{2.2}{2}$=1.1V，
圖象斜率的絕對值：k=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.2-1.0}{0.24×1{0}^{-3}}$=5000，電源內(nèi)阻：r=$\frac{k}{2}$=$\frac{5000}{2}$=2500Ω=2.5kΩ．
故答案為：（1）D；C；G；（2）實物電路圖如圖所示；（3）1.1；2.5

點評 本題考查測量燈泡的伏安特性曲線；要注意數(shù)據(jù)處理的方法，掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點法作圖的方法．并能準確進行數(shù)據(jù)處理．