Question

我們知道，將兩個金屬電極鋅、銅插入一個水果中就可以做成一個水果電池（如圖所示）．現(xiàn)要測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，兩位同學(xué)采用不同的方法進(jìn)行探究．
（1）甲同學(xué)用量程為0～1V、內(nèi)阻約10kΩ的電壓表測水果電池的電壓時讀數(shù)為0.74V；用歐姆表直接測水果電池的兩極，讀得此時的讀數(shù)為9kΩ；用靈敏電流表直接接水果電池的兩極，測得電流為0.55mA．甲同學(xué)通過自己的分析認(rèn)為該水果電池的電動勢為0.74V，由全電路歐姆定律得內(nèi)阻為r=

E

1

=

0.74

0.55×10-3

Ω=1.3kΩ，此結(jié)果與歐姆表測量結(jié)果相差很大．請你幫助分析出現(xiàn)這個差距的原因．（只要說出其中的兩點即可）①

水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動勢大于0.74V

；②

因水果電池本身有電動勢，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結(jié)果，故測不準(zhǔn)．

．
（2）乙同學(xué)利用課本上介紹的伏安法測水果電池的電動勢和內(nèi)阻，電路圖和實物圖如圖所示．

下表是測量某一水果電池時記錄的數(shù)據(jù)．

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
電壓U/V	0.320	0.340	0.396	0.440	0.460	0.500	0.520	0.570	0.610
電流I/mA	0.460	0.400	0.322	0.270	0.238	0.204	0.180	0.132	0.100

請你根據(jù)測量數(shù)據(jù)在答題卷相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙中描點，并作出U隨I變化的關(guān)系圖象．由圖象求出電流小于0.3mA時水果電池的電動勢為

0.72

V，內(nèi)阻為

1.0×10³

Ω．

Answer 1

分析：（1）水果電池本身具有電動勢，而歐姆表中也有電源，故在測量時應(yīng)考慮之間的相互影響；同時靈敏電流計內(nèi)阻也不能忽略；
（2）由表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出U-I圖象，圖象與縱坐標(biāo)的交點為電源的電動勢；當(dāng)電流小于0.3mA時，圖象可以看作直線，圖象的斜率表示電池的內(nèi)阻．

解答：解：（1）因電壓表內(nèi)阻不是無窮大，測量結(jié)果不是電源的電動勢，要小于真實電動勢；
因電池本身有電動勢，其與歐姆表里的電動勢相互影響使所測的內(nèi)阻值不準(zhǔn)確；同時由于電流表內(nèi)阻不能忽略，所測短路電流也不準(zhǔn)確；故答案可從以下方面分析：
①水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動勢大于0.74V
②因水果電池本身有電動勢，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結(jié)果，故測不準(zhǔn)．
③靈敏電流表的內(nèi)阻較大，所以0.55mA不是短路電流．
（只要答出其中的2點即可）
（2）作出U隨I變化的關(guān)系圖象如圖；
由圖可知水果電池的電動勢為E=0.72V，（0.70-0.74之間均可）
內(nèi)阻為r=

0.72-0.4

0.3×10-3

=1.0×10³Ω．（0.9-1.1×10³Ω之間均可）；
故答案為：（1）①水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動勢大于0.74V
②因水果電池本身有電動勢，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結(jié)果，故測不準(zhǔn)．
③靈敏電流表的內(nèi)阻較大，所以0.55mA不是短路電流．
（只要答出其中的2點即可）
（2）如右圖；（2）0.72；1.0×10³Ω．

點評：水果電池由于內(nèi)阻偏大，故無實用價值，但可以幫助我們了解電源的相關(guān)性質(zhì)；應(yīng)注意此類題型的分析．