Question

20．甲、乙两同学进行“测可乐电池的电动势E与内阻r”的实验，可乐电池结构如图1所示，A、B为与可乐发生化学反应的两电极的两个测量端，P、Q上并联电压表后，可测量内电压U．甲、乙两同学为测出可乐电池的电动势与内阻，准备了多用电表、灵敏电流计、电阻箱、电键及一些导线，开始实验操作：
（1）甲同学将多用电表选择开关拨至如图2所示档位，直接在P、Q间进行测试，多用电表示数如图3所示，则此时读数为0.35V
（2）然后甲同学连接如图4的电路，调节电阻箱的阻值，闭合电键后读出电压值和电流值，重复上述操作得到9组数据，画好了I-U图象（如图甲），根据图象计算得到内阻为2500Ω，试分析该操作获得的内电阻数据大于（填“大于”或“小于”）实际值
（3）乙同学觉得甲同学的实验方案可能偏差较大，所以撤去了多用电表，仅利用电流表和电阻箱进行测量，获得10组数据，并建立了$\frac{1}{I}$-R坐标，描好了点（图乙）．请在答题纸上根据已经描好的点作出图线，并求出电动势E=0.94V（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据多用电表所选择量程，得出最小分度，即可明确对应的示数；
（2）根据图象的性质可明确电阻；根据实验中电表内阻的影响可分析误差；
（3）根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式，再由图象即可明确电源的电动势．

解答 解：（1）由图2可知，多用表选择2.5V的量程，故其读数为：0.35V；
（2）图象的斜率表示电阻的倒数；由图可知R=$\frac{0.1}{40×1{0}^{-6}}$=2500Ω；
由于测量中电流表示数小于流过电源的电流；故由欧姆定律可知，测量值偏大；
（3）由闭合电路欧姆定律可得：E=I（r+R），则$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{R}{E}$，
则$\frac{1}{I}$-R的斜率等于电源电动势的倒数，由图可知，$\frac{1}{E}$=$\frac{△\frac{1}{I}}{△R}$=$\frac{（1.5-0.65）×1{0}^{4}}{8×1{0}^{3}}$=1.06V^-1，
则电源电动势E=0.94V
故答案为：（1）0.35V；（2）2500；偏大；（3）0.94．

点评 本题考查测量电源的电动势和内电阻实验，要注意明确实验原理，能熟练应用闭合电路的欧姆定律、分析清楚图象是正确解题的关键．