Question

2．測量“水果電池”的電動勢和內電阻的實驗中，將一銅片和一鋅片分別插入同一個蘋果內，就構成了簡單的“水果電池“．其電動勢約為1.5V，可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的小燈泡，原因是流過小燈泡的電流太小了，經實驗測得電流約為3mA．現備有下列器材：
待測“水果電池“
電流表：滿偏電流3mA，電阻約10Ω
電壓表：量程0～1.5V，電阻約1000Ω
滑動變阻器R₁：O～30Ω
滑動變阻器R₂：0～3kΩ）
開關、導線等實驗器材
（1）本實驗選用上面所示的實驗原理圖1，應該選用哪種規(guī)格的滑動變阻器？R₂．（填寫儀器代號）
（2）在實驗中根據電壓表的示數U與電流表的示數I的值，得到U-I圖象如上圖2所示，根據圖中所給數據，則“水果電池”的電動勢E=1.5V，內電阻r=500Ω．
（3）若不計測量中的偶然誤差，用這種方法測量得出的電動勢和內電阻的值與真實值相比較，電動勢E相等（選填“偏大”或“相等”或“偏小”），內電阻r偏大（選填“偏大”或“相等”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）通過水果電池的內阻大小，選擇合適的滑動變阻器．
（2）U-I圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，圖線斜率的絕對值表示水果電池的內阻．
（3）由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，運用圖象法分析誤

解答 解：（1）電源的內阻大約r=$\frac{E}{I}$=$\frac{1.5V}{0.003A}$=500Ω，若選用0～10Ω的滑動變阻器，移動滑片，電流基本不變，因此滑動變阻器應選：R₂（阻值0～3kΩ，額定電流為1A）．
（2）由圖示電源U-I圖線可知，圖象與縱軸截距為1.5，則電源電動勢：E=1.5V；電池內阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω；
（3）由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，而電流沒有誤差，運用圖象法分別在U-I圖上由測量數據作出的圖線1和修正誤差后真實值作出的圖線2，由圖看出，電動勢沒有系統(tǒng)誤差，即電動勢值與真實值相等，內阻的測量值偏大．
故答案為：（1）R₂；（3）1.5；500．（3）相等；偏大

點評 解決本題的關鍵知道實驗誤差的來源，會從U-I圖線中獲取電源的電動勢和內電阻．