测量“水果电池”的电动势和内电阻:将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,其电动势约1.5 V,可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒的小灯泡.原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得其值还不足3 mA.现用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻.

图11
(1)若给出的滑动变阻器有两种规格:A(0-30 Ω)、B(0-30 kΩ).本实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器
(2)在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值,经描点、连线得到U-I图象,如图11所示,根据图中所给数据,则“水果电池”的电动势与内电阻分别为E=_______ V;r=_______ Ω.
(3)若不计测量中的偶然误差,用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比电动势E_______(填“偏大”“相等”或“偏小”),内电阻r_______(填“偏大”“相等”或“偏小”).
(1)B (2)1.5 500 (3)相等 偏大
解析:(1)由题设条件可知,该“水果电池”的内阻很大,若选滑动变阻器A(0-30 Ω),则当滑动变阻器的触头移动时,电表示数几乎不变,无法进行多次测量,从而影响实验误差.因此本实验中应该选用阻值较大的(0-30 kΩ)的滑动变阻器B.
(2)由下图可知,直线与纵轴截距即为电动势,所以E=1.5 V;直线斜率的绝对值即为电源内阻,所以
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(3)本实验因电池的内阻很大,故采用电流表外接法,如上图所示,所以电流表的示数应是干路电流值,但电压表的示数小于实际路端电压值而引起系统误差,导致结果为电动势准确而内阻偏大.