Question

18．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(nèi)阻r．

A．電流表G₁（內(nèi)阻R₁=15Q，滿偏電流I_A=2mA）
B．電流表G₂（量程20mA，內(nèi)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(nèi)阻，約500Ω）
F．開關(guān)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，需串聯(lián)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為1985Ω的電阻．
②該同學用電流表G₂和改裝成的電壓表測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖1所示的實驗電路圖．請根據(jù)電路圖，將圖2中的實物連接成實驗用的電路．
③接通開關(guān)，逐次調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀取電流表示數(shù)I和對應的電壓表的示數(shù)U，記錄了6組數(shù)據(jù)，并在圖中標注出了幾個與測量對應的坐標點，如圖3所示．請你在圖3上把已經(jīng)描繪出的坐標點連成U-I，圖線．
④根據(jù)圖3描繪出的圖線可得出水果電池的電動勢E=3.8V，內(nèi)電阻r=470Ω．

Answer 1

分析 電流表改裝成電壓表要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)的阻值為R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g，U為改裝后的量程．
根據(jù)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理將圖甲中未完成的實物連線圖連接完整．
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(nèi)阻．

解答 解：①把電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個分壓電阻，串聯(lián)的阻值為R：
R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg=$\frac{4}{0.002}$-15Ω=1985Ω，應串聯(lián)1985Ω的電阻；
②電流表G₁與電阻箱R₂串聯(lián)組裝成電壓表，電壓表測路端電壓，由于水果電池內(nèi)阻較大，相對于電源來說，電流表可以采用內(nèi)接法，如圖所示．

③描繪出的坐標點連成U-I圖線．
④由電源的U-I圖象可知，圖象與縱軸交點坐標值為3.8V，則電源電動勢：E=3.8V，
內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.8-1}{6×0.001}$=470Ω
故答案為：①串聯(lián)；1985；②如圖所示；③如圖所示；④3.8；470．

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(nèi)阻問題，把電流表改裝為電壓表，要串聯(lián)一個大電阻；要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．
本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路，要注意結(jié)合實驗原理靈活地進行設(shè)計．