Question

我們知道，將兩個(gè)金屬電極鋅、銅插入一個(gè)水果中就可以做成一個(gè)水果電池（如圖1所示）．現(xiàn)要測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)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(cè)水果電池的電壓時(shí)讀數(shù)為0.74V；用歐姆表直接測(cè)水果電池的兩極，讀得此時(shí)的讀數(shù)為9kΩ；用靈敏電流表直接接水果電池的兩極，測(cè)得電流為0.55mA．甲同學(xué)通過(guò)自己的分析認(rèn)為該水果電池的電動(dòng)勢(shì)為0.74V，由全電路歐姆定律得內(nèi)阻為r=

E

I

=

0.74

0.55×10-3

Ω=1.3kΩ，此結(jié)果與歐姆表測(cè)量結(jié)果相差很大．請(qǐng)你幫助分析出現(xiàn)這個(gè)差距的原因．（只要說(shuō)出其中的兩點(diǎn)即可）①

水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動(dòng)勢(shì)大于0.74V

；②

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

．
（2）乙同學(xué)利用課本上介紹的伏安法測(cè)水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電路圖和實(shí)物圖如圖2所示．

下表是測(cè)量某一水果電池時(shí)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(qǐng)你根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在答題卷相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙中描點(diǎn)（如圖3），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(shí)水果電池的電動(dòng)勢(shì)為

0.72

V，內(nèi)阻為

1.0×10³

Ω．
某次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)電壓表壞了，丙同學(xué)也想自己測(cè)一下水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，該同學(xué)在利用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)該作出

1

I

隨

R

 變化的關(guān)系圖象．另外該同學(xué)將四個(gè)這樣的水果電池串聯(lián)起來(lái)給“2.5V，0.5A”的小燈泡供電，燈泡并不發(fā)光（檢查電路無(wú)故障）分析其不亮的原因是

水果電池的內(nèi)阻太大，回路電流太小

．

Answer 1

分析：（1）水果電池本身具有電動(dòng)勢(shì)，而歐姆表中也有電源，故在測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮之間的相互影響；同時(shí)靈敏電流計(jì)內(nèi)阻也不能忽略；
（2）由表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可得出U-I圖象，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)電流小于0.3mA時(shí)，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(wú)窮大，測(cè)量結(jié)果不是電源的電動(dòng)勢(shì)，要小于真實(shí)電動(dòng)勢(shì)；
因電池本身有電動(dòng)勢(shì)，其與歐姆表里的電動(dòng)勢(shì)相互影響使所測(cè)的內(nèi)阻值不準(zhǔn)確；同時(shí)由于電流表內(nèi)阻不能忽略，所測(cè)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(dòng)勢(shì)大于0.74V
②因水果電池本身有電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時(shí)，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動(dòng)勢(shì)正向或反向串聯(lián)，影響測(cè)量的結(jié)果，故測(cè)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(diǎn)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(dòng)勢(shì)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）；
若電壓表壞了，可以作出

1

I

隨R變化的關(guān)系圖象，四個(gè)這樣的水果電池串聯(lián)起來(lái)內(nèi)阻太大，回路電流太小，所以燈泡并不發(fā)光．
故答案為：
（1）①水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動(dòng)勢(shì)大于0.74V
②因水果電池本身有電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時(shí)，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動(dòng)勢(shì)正向或反向串聯(lián)，影響測(cè)量的結(jié)果，故測(cè)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(diǎn)即可）
（2）如圖所示； 0.72V，（0.70-0.74之間均可）；
1.0×10³Ω．　�。�0.9-1.1×10³Ω之間均可）；

1

I

；R；水果電池的內(nèi)阻太大，回路電流太小

點(diǎn)評(píng)：水果電池由于內(nèi)阻偏大，故無(wú)實(shí)用價(jià)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(lèi)題型的分析．