Question

某中學(xué)生課外科技活動小組同學(xué)準(zhǔn)備對“水果電池”問題進(jìn)行探究．
（1）同學(xué)們找來熟透了的番茄做實(shí)驗(yàn)，將鋅、銅兩電極插入番茄中，當(dāng)用量程為0～3V、內(nèi)阻約20kΩ的電壓表直接接鋅、銅兩電極（如圖1）電壓表讀數(shù)為

0.70

 V；
（2）第一小組同學(xué)將選擇開關(guān)旋至“×l00”檔，兩表筆直接接鋅、銅兩電極，如圖2此時(shí)讀數(shù)為

7500

Ω．接著第二小組同學(xué)用多用電表直流電流擋直接接“番茄電池”的兩極，測得電流為0.70mA，根據(jù)前面用電壓表測得的電壓，由全電路歐姆定律公式r=

E

I

求得的電阻作為番茄內(nèi)阻值，但發(fā)現(xiàn)與第一組同學(xué)歐姆檔直接測得阻值相差較大．請你判斷，第二小組同學(xué)的計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確，請說明理由．

第二小組測量的誤差很大．理想狀態(tài)下用電流表測得的是短路電流，電壓表測得的應(yīng)當(dāng)是電源電動勢，但由于水果電池的內(nèi)阻很大，電壓表的內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于水果電池的內(nèi)阻，故其測得的電動勢誤差大，算得的內(nèi)阻亦不準(zhǔn)確

（3）他們把番茄榨成果汁，做成果汁電池，為了測量這種果汁電池的電動勢E和內(nèi)阻r，實(shí)驗(yàn)器材如圖3所示．將電流表視為理想表，要求避免電壓表分流作用對測量結(jié)果的影響，請?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電壓表的量程，計(jì)算出每一個(gè)小格的電壓，然后進(jìn)行讀數(shù)；
（2）水歐姆表的讀數(shù)是表盤的示數(shù)乘以倍率；
（3）水果電池內(nèi)阻較大，為減少誤差，連接電路時(shí)只能將電流表內(nèi)阻并入電源內(nèi)阻；所以電壓表連接在滑動變阻器的兩側(cè)；

解答：解：（1）電壓表的量程為3V，每一個(gè)小格表示0.1V，需要估讀，故讀數(shù)為0.70V．
（2）歐姆表的讀數(shù)是表盤的示數(shù)乘以倍率，所以讀數(shù)為：
75×100=7500Ω；第二小組測量的誤差很大．理想狀態(tài)下用電流表測得的是短路電流，電壓表測得的應(yīng)當(dāng)是電源電動勢，但由于水果電池的內(nèi)阻很大，電壓表的內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于水果電池的內(nèi)阻，故其測得的電動勢誤差大，算得的內(nèi)阻亦不準(zhǔn)確．
（3）水果電池內(nèi)阻較大，為減少誤差，連接電路時(shí)只能將電流表內(nèi)阻并入電源內(nèi)阻；所以電壓表連接在滑動變阻器的兩側(cè)；然后再草紙上畫出測量電壓電動勢和內(nèi)阻的電路圖，最后再連接電路如圖．
故答案為：（1）0.70，
（2）7500，第二小組測量的誤差很大．理想狀態(tài)下用電流表測得的是短路電流，電壓表測得的應(yīng)當(dāng)是電源電動勢，但由于水果電池的內(nèi)阻很大，電壓表的內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于水果電池的內(nèi)阻，故其測得的電動勢誤差大，算得的內(nèi)阻亦不準(zhǔn)確．
（3）如圖為連接電路

點(diǎn)評：本題考查測電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理，當(dāng)電源內(nèi)阻較大，與電壓更接近時(shí)，使用“內(nèi)接”，即電流表內(nèi)阻合并入電源內(nèi)阻；反之，電源內(nèi)阻與電壓表接近時(shí)，使用“外接”，電流表內(nèi)阻轉(zhuǎn)移至外電阻．另圖象解析時(shí)注意縱坐標(biāo)不是從0開始的．本題設(shè)計(jì)合理，方法明確，難度適中．