Question

4．某興趣小組的同學(xué)制作了一個(gè)“水果電池”：將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的“水果電池”，其電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約有幾百歐．現(xiàn)要求你用量程合適的電壓表（內(nèi)阻較大）、電流表（內(nèi)阻較小）來(lái)測(cè)定水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r．
①本實(shí)驗(yàn)的電路應(yīng)該選擇圖甲或圖乙中的甲圖．

②若給出的滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：A（0～20Ω）、B（0～3kΩ）．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器為B，通電前應(yīng)該把變阻器的滑片調(diào)至右端（填左或右）．
③實(shí)驗(yàn)中測(cè)出六組（U，I）的值，在U-I坐標(biāo)系中描出圖丙所示的六個(gè)點(diǎn)，分析圖中的點(diǎn)跡可得出水果電池的電動(dòng)勢(shì)為E=1.50V，內(nèi)電阻為r=500Ω．（均保留3位有效數(shù)字）
④根據(jù)你在①中所選擇的電路來(lái)測(cè)量得出的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的測(cè)量值與真實(shí)值相比：電動(dòng)勢(shì)E相等，內(nèi)電阻r偏 大．（均選填：“偏大”、“相等”或“偏小”），由此造成的實(shí)驗(yàn)誤差屬于系統(tǒng)誤差．（選填“系統(tǒng)”或“偶然”）

Answer 1

分析 ①“水果電池”的內(nèi)阻很大，為了使電表有明顯示數(shù)，應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器，由于變阻器的電阻較大，選擇內(nèi)接法（測(cè)量對(duì)象是電源）可減小誤差．
②水果電池”的內(nèi)阻很大，為了使電表有明顯示數(shù)，應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器，根據(jù)題目提供的電阻器作出選擇．
③用描點(diǎn)法作出U-I圖象，U-I圖象縱軸截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率的絕對(duì)值大小等于內(nèi)阻，由數(shù)學(xué)知識(shí)求得“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻．
④由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，運(yùn)用圖象法分析誤差．

解答 解：①“水果電池”的內(nèi)阻很大，為了使電表有明顯示數(shù)，應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器，由于變阻器的電阻較大，為減小誤差，應(yīng)選擇電流表內(nèi)接法，故應(yīng)選圖甲所示電路；
②由題意可知，“水果電池”的內(nèi)阻很大，若選用0～20Ω的變阻器，當(dāng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，電表的讀數(shù)幾乎不變，無(wú)法多次測(cè)量，使實(shí)驗(yàn)的誤差較大；為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器B．在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大，故應(yīng)調(diào)至最右端．
③圖線的縱軸截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)，U-I圖線的縱軸截距為1.50，
知：水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.50V，
圖線斜率的絕對(duì)值等于內(nèi)阻，為：r=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω；
④由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，而電流沒(méi)有誤差，運(yùn)用圖象法分別在U-I圖上由測(cè)量數(shù)據(jù)作出的圖線1和修正誤差后真實(shí)值作出的圖線2，由圖看出，電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有系統(tǒng)誤差，即電動(dòng)勢(shì)值與真實(shí)值相等，內(nèi)阻的測(cè)量值偏大．
由此造成的實(shí)驗(yàn)誤差屬于系統(tǒng)誤差．
故答案為：①甲，②B，最大
③1.50、500
④相等；偏大；系統(tǒng)

點(diǎn)評(píng) 本題考查數(shù)據(jù)的處理方法，用圖象法處理可以減小誤差．解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，會(huì)從U-I圖線中獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．