(能力提高练) 第五节 实验：测定电源的电动势和内阻-2023年高考物理一轮系统复习学思用

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【能力提高练】 第五节 实验：测定电源的电动势和内阻
1．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)四模)无线话筒中使用的电池电动势往往大于1.5V，某同学为测量该电池的电动势和内阻(内阻约为25Ω)，准备了如下能使用的器材：电流表A(量程为200μA，内阻为500Ω)，电阻箱R1(最大阻值为9999.9 Ω)，电阻箱R2(最大阻值为99999.9Ω)，开关S和若干导线｡
(1)由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为9V的电压表，则电流表应与电阻箱______(选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”)，并将该电阻箱的阻值调为______Ω(保留到个位)｡
(2)请在图中方框内画出测量电路图______(需要将R1､R2标注区分)｡

(3)调节另一只电阻箱的阻值，读出相应的电流表示数I，获得多组数据，分别计算出和的值，并将其描在-坐标中(如图所示)｡若不考虑电表对电路的影响，则根据图可得该电池的电动势E=______V｡(结果保留两位有效数字)
【解析】 (1)[1]根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表，将，的电流表改装成的电压表，则有，代入数据解得，通过以上计算，应选R2串联；
[2]应将R2电阻箱的阻值调为
(2)[3]
(3)[4]由图，根据闭合电路欧姆定律，有，上式变形可得，由图数据可得
【答案】 ①R2串联 ②44500 ③ ④8.8##8.5##8.6##8.7##8.9##9.0(8.5~9.0均得分)
2．(2022•辽宁省高三(下)高考联合模拟考试)某科技活动中想利用如图甲所示电路研究某玩具电池的内阻，同时还打算测出某未知电阻的阻值。提供的器材如下：
A．待测电源(电动势E约为6V)
B．待测电阻
C．电阻箱R(0～999.9)
D．电压表V1(量程为0～6V，内阻约为2)
E．电压表V2(量程为0～3V，内阻约为1)

该同学实验过程如下(所有结果均保留两位有效数字)：
①按图甲连接好电路。
②合上开关，调节电阻箱的阻值R，读出电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，并将R、U1和U2的值填在设计好的表格中(表格未画出)。
③多次重复实验步骤②。
(1)如果纵坐标表示U1，横坐标表示，获得图像如图乙所示，则电源内阻为_________。
(2)如果纵坐标表示，横坐标表示R，实验结果的图像如图丙所示，则待测电阻_________。由于电压表均不是理想表，待测电阻的测量值比真实值_________(填“大”，“小”或“不变”)。
(3)为消除(2)中的系统误差，实验时可以引入辅助电源E′，如图丁所示，闭合开关S1和S2，调节电路中的两个滑动变阻器，使灵敏电流计G的示数为0，读出电压表读数为1.78V，电流表A读数为0.22A，则待测电阻的阻值为_________。
【解析】 (1)[1]由电路图结合欧姆定律可知，即图乙图线反映的是电源的特性，图线斜率的绝对值表示电源内阻，则内阻
(2)[2][3]根据串联电路的分压原理可知，整理得，所以纵轴截距为1.0，根据图象斜率，解得，由于电压表的分流，使得测量的电流偏大，所以待测电阻的测量值比真实值偏小；
(3)[4]实验时可以引入辅助电源，利用当辅助回路和测量回路的电流相等时灵敏电流计G中无电流这一特点，在测量电路中没有电流表的情况下，仍然测得其回路中的电流，从而消除由于电流表的内阻带来的误差，则
【答案】 ①6.0 ②8.0 ③小 ④8.1
3．(2022•天津市实验中学高三(下)第三次检测)某校综合实践STEM小组，利用实验室提供如下实验器材探究干电池的电动势和内阻：
A．定值电阻R0=2；
B．滑动变阻器R，阻值范围：0～20；
C．电压表V，量程有0～3V和0～15V；
D．安培表A，量程有0～0.6A和0～3A；
(1)实验过程中，电压表应选取的量程为_____；电流表选取的量程应为_____．
(2)刚开始时该同学担心电路短路，将定值电阻按照如下左图的电路图连接到电路中．但在实际测量过程中，发现滑动变阻器在移动过程中，安培表读数有明显的变化，但伏特表的读数变化不大，只有在安培表读数最大时，伏特表指针稍稍偏转．根据上述情况推断，该电路图应该如何改进？请在下图方框中连出正确的实物电路图_____，并将实物图连线补充完整________．

(3)小虎同学随意地将实验数据记录在草稿纸上，如下左图所示．请你帮他整理一下，将I和U对应数据画在如下右图的坐标纸中_________．

(4)利用上述数据可求得该干电池的电动势E=___V；内阻r=____．(小数点后保留一位．若要利用图线，答题纸方格图可供选用)
【解析】 第一空、一节干电池电动势约为1.5V，电压表应选择0～3V 量程．
第二空、电路最大电流约为零点几安培，电流表应选择0～0.6A量程．
第三空、电压表示数变化较小，说明电源内阻太小，为使电压表示数变化明显，应把定值电阻与电源串联组成等效电源，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示：

第四空、根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；

第五空、根据实验数据在坐标系内描出对应点，根据描出的点作出图象如图所示：

第六空、由图示电源U﹣I图象可知，电源电动势为：E=1.56V≈1.6V．
第七空、电源内阻为：r=-R0=-2=0.16≈0.2．
【答案】 ①0～3V ②0～0.6A ③ ④ ⑤ ⑥1.6 ⑦0.2
4．(2022•东北师范大学附属中学高三(下)测试(六))某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为)、一个电流表(内阻为)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
(1)将器材如图(a)连接：

(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝___________端(填“a”或“b”)；
(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________(用、、、、表示)
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画出实验电路图__________(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；
(6)利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。
【解析】 (2)[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的端。
(4)[2]设圆心角为时，电阻丝接入电路中的电阻为，根据闭合电路欧姆定律可知，整理得，结合图象的斜率和截距满足，，解得电源电动势和内阻为，
(5)[3]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图

原理的简单说明：
① 将开关置于位置，读出电流表示数；
② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为，读出此时角度θ ；
③ 此时，即可求得的数值。
【答案】 ① ② ③ ④
5．(2022•云南省三校高三(下)高考备考实用性联考(四))电动玩具车采用充电电池供电提供动力。已知某电动玩具车的电池的电动势约为15V，内阻小于3Ω。

(1)现将量程为1.5V、内阻约为1kΩ的直流电压表改装为量程为15V的电压表，将这只电压表与电阻箱相连。利用如图甲所示的电路，先把滑动变阻器滑片移到最______端，把电阻箱阻值调到零，再闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为1.5V。然后把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为______V。不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，电压表与电阻箱组合即构成量程为15V的新电压表。若读得电阻箱阻值为R0，则量程为1.5V的电压表内阻为_______
(2)用图乙所示的电路来测量该玩具车电池的电动势和内阻，实验室提供如下器材：
电阻箱A(阻值范围0~9999Ω)
电阻箱B(阻值范围0~999Ω)
滑动变阻器C(阻值为0~20Ω，额定电流2A)
滑动变阻器D(阻值为0~20kΩ，额定电流0.2A)
在图乙所示电路中电阻箱应选______，滑动变阻器应选___________。
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，通过观察表盘读数，得到多组电压U和电流1的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为______V，内阻为______Ω。(结果均保留两位小数)
【解析】 (1)[1]利用如图甲所示的电路，先把滑动变阻器滑片移到最左端，让电压表电压从0开始。
[2]现将量程为1.5V、内阻约为1kΩ的直流电压表改装为量程为15V的电压表，其量程扩大了10倍，则把电阻箱阻值调到适当值时电压表读数为
[3]根据串并联规律可得电阻箱的阻值为，解得，所以若读得电阻箱阻值为R0，则量程为1.5V的电压表内阻为。
(2)[4]现将量程为1.5V、内阻约为1kΩ的直流电压表改装为量程为15V的电压表，电阻箱的阻值约为9kΩ，所以在图乙所示电路中电阻箱应选A。
[5]根据额定电流可知，滑动变阻器应选C。
(3)[6][7]根据闭合电路欧姆定律有，由图像可得，，解得 ，
【答案】 ①左 ②0.15 ③ ④A ⑤C ⑥14.50 ⑦2.25
6．(2022•成都市第七中学高三(下)入学考试)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，Ro是标称值为4.0Ω的定值电阻。

(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100μA、内阻rg=2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只_____________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1；
(2)某次试验的数据如下表所示，利用表格的数据做出U-I图像；( )
测量次数
1
2
3
4
5
6
电压表V读数U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
改装表A读数I/mA
20
40
60
80
100
120

(3)由图像可知，电池组的电动势E= __________V，电池组的内阻r=_________Ω(保留两位有效数字)；
(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是__________。(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.Ro的实际阻值比标称值偏大
【解析】 (1)[1]由电流表的改装知识可知，要并联的电阻值为
(2)[2]由表中数据可得U-I图像如图所示

(3)[3] 由U-I图像可得电池组的电动势
[4] 由U-I图像可得电池组的电阻为
(4)[5]根据题意可知，内阻的测量值为r测＝－R0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响。若R1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大。根据内阻测量值的表达式可知，R0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大。故选CD。
【答案】 ①1.0 ② ③ ④1.5#1.6#1.7 ⑤CD
7．(2022•山东省高三(下)开年摸底联考)某实验小组利用如图所示的电路测量一节干电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(1Ω左右)。所用器材有电流表G(量程2mA，内阻)、定值电阻、最大阻值为999.9Ω的电阻箱R、开关S等。按照电路图连接电路，回答下列问题：

(1)电流表G和定值电阻并联后等效为新的电流表，该电流表量程为__________mA(计算结果保留两位有效数字)。
(2)为了保护电流表，闭合开关之前，电阻箱接入电路的电阻值应大于__________Ω(选填“5”或“7.5”)
(3)闭合开关，多次调节电阻箱，记录电阻箱的阻值R和改装后电流表的相应读数I。用表示改装后的电表内阻，E表示电源电动势，r表示内阻，R表示电阻箱的阻值，则__________。利用测量的数据，作出图线，如图所示。由图可得__________V(保留三位有效数字)，__________Ω(保留一位小数)。如果把改装后的电流表当成理想电流表，这种操作是否合理并说明原因_____________________。
【解析】 (1)[1]根据并联电路电流分配关系，电流与电阻成反比，当电流表满偏时，流过电阻的电流为200mA，则干路电流为202mA，则量程约为。
(2)[2]根据闭合电路欧姆定律，当电流表达到满偏时，回路中总电阻，为了保护电流表，闭合开关之前，电阻箱接入电路的电阻值应大于。
(3)[3]根据闭合电路欧姆定律，解得
[4]整理可得，斜率表示E，根据图线可得
[5]代入及，，，解得。
[6]不合理，改装后的电流表内阻约为1Ω，被测电池内阻约为1.5Ω，如果把电表当成理想电表，测量值为2.5Ω，相对误差，相对误差太大。
【答案】 ① ②7.5 ③ ④1.48 ⑤1.5 ⑥不合理，改装后电流表的内阻与电池内阻相差不大，忽略后，会使内阻的测量值相对误差过大。
8．(2022•齐齐哈尔实验中学第一次月考)在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻。电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：
A.量程为0~3V的电压表V B.量程为0~0.6 A的电流表A1
C.量程为0~3 A的电流表A2 D.阻值为4.0Ω的定值电阻R1
E.阻值为100Ω的定值电阻R2 F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3
G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4，
(1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻

①定值电阻应该选择____(填“D”或“E”)；电流、表应该选择____(填“B”或“C”)；滑动变阻器应该选择____(填“F"或“G").
②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图乙所示U-I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=-5.8I+4.6，则电源甲的电动势E=____V，内阻r=_______Ω。(保留两位有效数字)
③在测量电源甲的电动势和内阻的实验中，产生系统误差的主要原因是( )
A.电压表的分流作用 B.电压表的分压作用
C.电流表的分压作用 D.电流表的分流作用
E.定值电阻的分压作用
(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图丙所示电路。
①定值电阻应该选择____(填“D”或“E”)
②实验中，首先将K1断开，K2闭合，电压表示数为1.49V，然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.18V，则电源乙电动势E=______V，内阻r=_______Ω。(小数点后保留两位小数)
【解析】 (1)①[1][2]测电动势力约4.5V的电源电动势与内阻时，由于有定值电阻的存在，电路中的最大电流为AA，如果用量程为3A的电流表，则读数误差太大，因此，电流表应选B；
测电动势约4.5V的电源电动势与内阻时，电路最小电阻为Ω=7.5Ω，考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，故定值电阻应选D；
[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选F；
②[4][5]由表达式U=-5.8I+4.6，根据闭合电路欧姆定律有，联立解得电源电动势为E=4.6V，内阻r=1.8Ω，
③[6]由电路图可知，电压 表的分流作用会造成实验误差，故A符合题意，BCDE不符合题意；故选A；
(2)①[7]用图丙所示电路测电动势与内阻，定值电阻适当小一点，实验误差小，因些定值电阻应选D；
②[8][9]由电路图可知，K1断开，K2闭合，电压表示数为电流电动势，电压表示数为1.49V，即电源乙电动势为E=1.49V；K1、K2均闭合，电压表示数为1.8V，电压表测路端电压，此时电路电流为A=0.295A，电源内阻为1.05Ω
【答案】 ①D ②B ③F ④4.6 ⑤1.8 ⑥A ⑦D ⑧1.49 ⑨1.05
9．(2022•鹤岗市第一中学高三(上)期末)测定某种特殊电池的电动势和内阻。其电动势E约为十几伏，内阻r约为几欧姆。实验室提供的器材有
A.量程为10mA、内阻未知的电流表G；
B.电阻箱R1(0～9999.9Ω)；
C.电阻箱R2(0～999.9Ω)；
D.滑动变阻器R3(0～100Ω)；
E.滑动变阻器R4(0～2000Ω)；
F.开关2只，导线若干。

(1)先用如图所示甲的电路来测定电流表G内阻。补充完成实验：
①为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取 _____(选填““R3”或“R4”)；
②连接好电路，断开S1、S2，将R′的滑片滑到 _____(选填“a”或“b”)端；
③闭合S，调节R′，使电流表G满偏；
④保持R′不变，再闭合S2，调节电阻箱电阻R1＝20.0Ω时，电流表G的读数为5mA；
⑤调节电阻箱时，干路上电流可视为几乎不变，则测定的电流表G内阻Rg＝_____Ω。
(2)按图乙连接电路，将电阻箱R1的阻值调为R0＝1180.0Ω。再闭合开关S1、S2多次调节电阻箱R2，记录每次电阻箱的阻值R2及对应的电流表的示数I。作出﹣图象如图丙所示，由两次操作测得的数据求得电池的电动势为 _____V，内阻为 _____Ω(结果均保留两位有效数字)。
【解析】 (1)[1]电路最小总电阻约为，滑动变阻器为限流接法，应该选取。
[2]滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，连接好电路，断开S1、S2，将R'的滑片滑到a端。
[3]由实验步骤三、四可知，流过电阻箱R1的电流与流过电流表的电流相等，电阻箱与电流表并联，由并联电路特点可知，电流表内阻等于电阻箱接入电路的阻值，电流表内阻
(2)[4][5]由图乙所示电路图可知，电源电动势，整理得，根据图像可知斜率，纵轴截距，代入数据解得，
【答案】 ①R4 ②a ③20.0． ④12 ⑤3.2
10．(2022•哈尔滨师范大学附属中学高三(上)期末)某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻时，发现量程为0～3V的电压表出现故障不能正常使用，实验台上有一个量程为0～500μA、内阻Rg＝200Ω的灵敏电流计Ⓖ和一个电阻箱R(0～9999Ω)。

(1)为了把灵敏电流计Ⓖ改装成量程为0～3V的电压表继续实验，电阻箱R应调至________Ω。
(2)请用笔画线代替导线完成乙图的实物电路连接_______。
(3)探究小组中一个同学用灵敏电流计Ⓖ和电阻箱设计了如图丙所示的实验电路，同样测出了干电池的电动势和内阻。
①多次调节电阻箱，记录灵敏电流计Ⓖ的示数I和电阻箱的阻值R，电源的电动势和内阻分别用E和r表示，则和R的关系式为________。
②然后以为纵坐标，以R为横坐标，作出了R图线为一直线，如图丁所示，测得直线在纵轴上的截距b＝144，直线的斜率k＝，则该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
【解析】 (1)[1]为了把灵敏电流计Ⓖ改装成量程为0～3V的电压表继续实验，电阻箱R应调至
(2)[2]如图所示。

(3)①[3]根据闭合电路欧姆定律有，整理得
②[4][5]由题意可得，，解得，
【答案】 ①5800 ② ③ ④1.4 ⑤1.6
11．(2022•华南师范大学附中、广东实验中学等四校联考)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A(0~0.6A)、电压表V(0~3V)、滑动变阻器R1(5Ω，1A)、滑动变阻器R2(100Ω，2A)、定值电阻R0为1.0Ω、电键S及导线若干。

(1)请根据题中电路图完成图1的实物连线。( )
(2)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”)。
(3)为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图2方框中画出改动后的实验电路图。( )
(4)利用(3)问中改动后的电路，改变滑动变阻器的阻值，根据测出数据画出的U-I图线如图3所示，则此干电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。(保留两位小数)

【解析】 (1)[1]由电路图可得实物图连线如图

(2)[2]因为干电池电动势大约为1.5V，所以让电流表安全的前提下，应该让电路中电阻不小于，所以为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用；
(3)[3]因为由闭合电路欧姆定律知，即，所以U-I图像的斜率为电源内阻，即，所以为使电压表的示数变化更明显，应该增大电源的等效内阻，所以可以将定值电阻连线如图所示，此时电源的等效内阻为

(4)[4][5]由(3)分析知，U-I图像与纵轴交点即为电动势，斜率为内阻与定值电阻之和，由图像知电动势为，斜率为，解得内阻为
【答案】 ① ②R1 ③ ④1.50V(1.50~1.53V) ⑤0.67Ω(0.60-0.80Ω)
12．(2022•福建师范大学附属中学高三(下)开学考试)某次实验要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室提供以下器材：
A．一节干电池(电动势约为1.5V，内阻约为1Ω)；
B．电流表A1(量程1mA，内阻RA1＝50Ω)；
C．电流表A2(量程0.6A，内阻RA2约为2Ω)；
D．滑动变阻器R1(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)；
E．滑动变阻器R2(阻值范围0～500Ω，额定电流0.5A)；
F．定值电阻R0＝1950Ω；
G．开关S和导线若干。
(1)选择提供的器材，请在图甲中补完整实验电路图，并在图中标注上所补器材及滑动变阻器的符号________。
(2)某次调节过程中，电流表A2的指针指在图乙所示位置，其示数为_________A。

(3)调节滑动变阻器的阻值，记录多组两电流表的读数，根据数据描出I1﹣I2图像，如图丙，若不考虑电表内阻对测量结果的影响，则该电池的电动势E＝_________V，内阻r＝_________Ω。(结果均保留三位有效数字)
(4)若考虑电表内阻对实验结果的影响，则修正后的电源内阻r′＝_________。(用RA1、R0和r等符号表示)
【解析】 (1)[1] 上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表。A1与R0串联的量程为，A2与R0串联的量程为，电动势为1.5V，故选择A1与R0串联改装成电压表。因为电源的内阻较小，为了测量更加准确，选择阻值较小的滑动变阻器R1。电路图如图所示

(2)[2]量程为0.6A，表盘最小分度值为0.02A，所以读数为0.23A。
(3)[3]根据公式则有，可得，由图像可知，解得
[4]斜率为，解得
(4)[5]因为，，，修正前斜率等于修正后，解得
【答案】 ① ②0.23 ③1.48 ④1.20 ⑤
13．(2022•安徽师范大学附属中学第五次综合测试)将两个锌、铜等金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。
某学习小组通过查阅资料得知，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约有1伏左右，他们找来了一个苹果做实验，用伏特表测其两极时读数为0.75V。则该苹果电池的电动势E应__________0.75V(填“大于”、“等于”或“小于”)。但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光，经小组检查，电源串联没有问题，灯泡、线路也均没有故障，则出现这种现象的原因估计是____________________(不要求写分析、推导过程)。
为验证上述猜想，该学习小组想尽可能准确测量出“苹果电池”的电动势和内阻，他们进入实验室，发现有以下器材：
A．一个“苹果电池”
B．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻为1Ω)
C．电流表A2(量程为0～200μA，内阻为900Ω)
D．电流表A3(量程为0～300μA，内阻约为1000Ω)
E．滑动变阻器R1(最大阻值约2kΩ)
F．定值电阻R0(阻值为100Ω)
G．电阻箱R(0～9999Ω)
H．导线和开关。
(1)经分析，实验电路中最大电流约1~2mA，则需选择电流表__________(选填“A1”、“A2”或“A3”)并用定值电阻R0对其量程进行扩充，扩充后的量程为__________。
(2)在方框中画出设计的电路图_______；

(3)用(2)中实验电路测得的几组电流表的读数I、电阻箱的读数R，作出图线如图所示，根据图线求得：E=__________V，r=__________Ω(结果保留2位有效数字)。

【解析】 [1]电压表的测量值是电源的路端电压，而路端电压小于电源的电动势，所以该苹果电池的电动势E应大于0.75V；
[2]水果电池的内阻太大，接灯泡时电流太小，电池的输出电压也太小，导致输出功率太小，不能使灯泡发光；
(1)[3]经分析，实验电路中最大电流约1~2mA，则需选择电流表A2，并用定值电阻R0对其量程进行扩充；
[4]扩充后的量程为
(2)[5]电路如图所示

[6][7]改装后的电流表内阻为
设电流表的电流为I，干路电流为I总，
根据闭合电路欧姆定律得，解得
根据图像得，，解得，
【答案】 ①大于 ②水果电池的内阻太大，接灯泡时电流太小，电池的输出电压也太小，导致输出功率太小，不能使灯泡发光 ③A2 ④2mA ⑤ ⑥0.91 ⑦3.7×102Ω