问题 实验题

将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。现要测量橘子电池(如图所示)的电动势和内阻,四位同学采用不同的方法进行探究。

(1)甲同学用多用表的直流电压档,选择0~1V量程,直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V;用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极,读得此时的读数为3200Ω;甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V,    内阻r=3.2kΩ

请指出甲同学测量的主要错误:_________________________________________

(2)乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻,电路如图所示。

  

下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据。

次数123456
电压U/V0.320.3600.440.520.600.68
电流I/mA0.320.300.260.220.180.14
请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象。由图象求出水果电池的电动势为     V,内阻为     Ω。

(3)丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻,该同学手边只有电流传感器,导线、开关和一只电阻箱(电阻可变范围0­­9999.9Ω),他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据,图像法处理数据时丙同学作出                变化的关系图象。根据图像的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻。

(4)丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,灯泡仍不发光(检查电路无故障)分析灯泡不亮的原因是:                                                      

答案

(1)(2分)

因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准。

(2)(4分)

作出U随I变化的关系图象如图,水果电池的电动势为 0.96V,(0.94-0.98之间均可)内阻为2.0×103Ω。  (1.9-2.1×103Ω之间均可)

(3)(2分)    作出1/I 随R(或R随1/I)变化的关系图象

(4)(2分)    水果电池的内阻太大,回路电流太小(或路端电压过小)

(1)因水果电池本身有电动势,当用欧姆表直接接水果电池的两极时,欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联,影响测量的结果,故测不准

(2)图线与Y轴的交点为电源电动势,与X轴交点为短路电流,即

(3)根据作出1/I 随R(或R随1/I)变化的关系图象。斜率为电动势,截距为内阻。

(4)水果电池的内阻太大,回路电流太小(或路端电压过小)

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