Question

我們知道，將兩個金屬電極鋅、銅插入一個水果中就可以做成一個水果電池（如圖1所示）．現要測量水果電池的電動勢和內阻，兩位同學采用不同的方法進行探究．
（1）甲同學用量程為0～1V、內阻約10kΩ的電壓表測水果電池的電壓時讀數為0.74V；用歐姆表直接測水果電池的兩極，讀得此時的讀數為9kΩ；用靈敏電流表直接接水果電池的兩極，測得電流為0.55mA．甲同學通過自己的分析認為該水果電池的電動勢為0.74V，由全電路歐姆定律得內阻為r=

E

I

=

0.74

0.55×10-3

Ω=1.3kΩ，此結果與歐姆表測量結果相差很大．請你幫助分析出現這個差距的原因．（只要說出其中的兩點即可）①

水果電池的內阻較大，水果電池的電動勢大于0.74V

；②

因水果電池本身有電動勢，當用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯，影響測量的結果，故測不準

．
（2）乙同學利用課本上介紹的伏安法測水果電池的電動勢和內阻，電路圖和實物圖如圖2所示．

下表是測量某一水果電池時記錄的數據．

	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

請你根據測量數據在答題卷相應位置的坐標紙中描點（如圖3），并作出U隨I變化的關系圖象．由圖象求出電流小于0.3mA時水果電池的電動勢為

0.72

V，內阻為

1.0×10³

Ω．
某次實驗后發現電壓表壞了，丙同學也想自己測一下水果電池的電動勢和內阻，該同學在利用圖象法處理數據時該作出

1

I

隨

R

 變化的關系圖象．另外該同學將四個這樣的水果電池串聯起來給“2.5V，0.5A”的小燈泡供電，燈泡并不發光（檢查電路無故障）分析其不亮的原因是

水果電池的內阻太大，回路電流太小

．

Answer 1

分析：（1）水果電池本身具有電動勢，而歐姆表中也有電源，故在測量時應考慮之間的相互影響；同時靈敏電流計內阻也不能忽略；
（2）由表中數據利用描點法可得出U-I圖象，圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢；當電流小于0.3mA時，圖象可以看作直線，圖象的斜率表示電池的內阻．

解答：解：（1）因電壓表內阻不是無窮大，測量結果不是電源的電動勢，要小于真實電動勢；
因電池本身有電動勢，其與歐姆表里的電動勢相互影響使所測的內阻值不準確；同時由于電流表內阻不能忽略，所測短路電流也不準確；故答案可從以下方面分析：
①水果電池的內阻較大，水果電池的電動勢大于0.74V
②因水果電池本身有電動勢，當用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯，影響測量的結果，故測不準．
③靈敏電流表的內阻較大，所以0.55mA不是短路電流．
（只要答出其中的2點即可）
（2）作出U隨I變化的關系圖象如圖；

由圖可知水果電池的電動勢為E=0.72V，（0.70-0.74之間均可）
內阻為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變化的關系圖象，四個這樣的水果電池串聯起來內阻太大，回路電流太小，所以燈泡并不發光．
故答案為：
（1）①水果電池的內阻較大，水果電池的電動勢大于0.74V
②因水果電池本身有電動勢，當用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯，影響測量的結果，故測不準．
③靈敏電流表的內阻較大，所以0.55mA不是短路電流．（只要答出其中的2點即可）
（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；水果電池的內阻太大，回路電流太小

點評：水果電池由于內阻偏大，故無實用價值，但可以幫助我們了解電源的相關性質；應注意此類題型的分析．