Question

16．將兩個(gè)金屬電極插入任何一個(gè)水果中就可以做成一個(gè)水果電池，但日常生活中我們很少用“水果電池”，這是為什么呢？某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)準(zhǔn)備就此問題進(jìn)行探究．

（1）通過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中，電動(dòng)勢(shì)大約會(huì)有1V多一點(diǎn)．他們找來了一個(gè)蘋果做實(shí)驗(yàn)，用量程為0-3V、內(nèi)阻約5kΩ的伏特表測(cè)其兩極時(shí)讀數(shù)為0.75V．但當(dāng)他們將四個(gè)這樣的蘋果電池串起來給標(biāo)稱值為“3V，0.5A”的小燈泡供電時(shí)，燈泡并不發(fā)光．檢查燈泡、線路均沒有故障，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因應(yīng)當(dāng)是：蘋果電池的內(nèi)阻太大，輸出電壓很�。�
（2）接著他們用內(nèi)阻約50Ω的靈敏電流表直接接一個(gè)“蘋果電池”的兩極，測(cè)得電流為0.40mA，根據(jù)前面用伏特表測(cè)得的0.75V電壓，由全電路歐姆定律得“蘋果電池”內(nèi)阻：r=$\frac{E}{I}$=$\frac{0.75}{0.40×1{0}^{-3}}$Ω=1.9kΩ．這個(gè)結(jié)果是否準(zhǔn)確？不準(zhǔn)確（填“準(zhǔn)確”或者“不準(zhǔn)確”）
（3）請(qǐng)用以下器材盡可能準(zhǔn)確地測(cè)定“蘋果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：由以上兩個(gè)“蘋果電池”串聯(lián)的電池組，電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約5kΩ），電流表A（量程為0～0.6mA，內(nèi)阻約為50Ω），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值約4kΩ）），導(dǎo)線和開關(guān)．
①在圖1方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
②圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的U-I圖象，由圖象可知每個(gè)“蘋果電池”的電動(dòng)勢(shì)為2.4V，內(nèi)電阻為6.0kΩ．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）“蘋果電池”的內(nèi)阻太大，接燈泡時(shí)，電流太小，燈泡功率太小，不會(huì)發(fā)光；
（2）當(dāng)外電阻遠(yuǎn)大于內(nèi)電阻時(shí)，路段電壓約等于電源電動(dòng)勢(shì)，蘋果電池內(nèi)阻通常達(dá)到幾百歐姆；
（3）用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，畫出電路圖并連接實(shí)物圖；
③電源的U-I圖線的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)，斜率表示內(nèi)阻．

解答 解：（1））“蘋果電池”的內(nèi)阻太大，接燈泡時(shí)，電流太小，燈泡功率太小，不會(huì)發(fā)光；
故答案為：“蘋果電池”的內(nèi)阻太大；
（2）當(dāng)外電阻遠(yuǎn)大于內(nèi)電阻時(shí)，路段電壓約等于電源電動(dòng)勢(shì)，蘋果電池內(nèi)阻通常達(dá)到幾百歐姆，故電動(dòng)勢(shì)大于0.75V；電流表內(nèi)阻也沒有減去；
故答案為：不準(zhǔn)確，原因是電壓表內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，E值偏小，也沒有減去電流表的電阻；
（3）①用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，電路圖和連線圖如圖所示：

②電源的U-I圖線如下圖所示

電源的U-I圖線的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)，故E=2.4V，故每個(gè)電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)約為2.4V；
斜率表示內(nèi)阻，故r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.4}{0.0004}$=6000Ω=6kΩ．
故答案為：（1）蘋果電池的內(nèi)阻太大，輸出電壓很��；（2）不準(zhǔn)確；（3）①如圖所示；②2.4；6.0．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理方法和誤差來源，同時(shí)要明確水果電池的內(nèi)電阻較大，無實(shí)用價(jià)值．