Question

（1）下列各儀器的讀數，
甲圖的讀數為

 

mm；
乙圖的讀數為

 

cm；
丙圖的讀數為

 

Ω．

（2）一種電池標稱電動勢為9V，內電阻約50Ω，允許的最大輸出電流為50mA．為了較準確的測量這個電池的電動勢和內電阻，可以設計出如下圖1所示的實驗電路，已知實驗中所使用的電壓表內電阻足夠大，可以忽略其對電路的影響；圖中R為電阻箱，阻值范圍為0～999.9Ω，R₀為保護電阻．
①實驗室里備用的定值電阻有以下幾種規格：
A．10Ω      B．50Ω      C．200Ω      D．500Ω
實驗時，R₀應選用

 

較好（填字母代號）．
②按照下圖1所示的電路圖，將下圖2所示的實物連接成實驗電路．
③在實驗中，當變阻箱調到圖3所示位置時其阻值是

 

Ω，這時閉合開關S，若電壓表的示數為8.70V，那么此時通過電阻箱的電流為

 

mA．
④斷開開關S，調整電阻箱的阻值，再閉合開關S，讀取并記錄電壓表的示數．多次重復上述操作，可得到多組電壓值U和通過電阻箱的電流值I，利用多次讀取和計算出的數據，作出如坐標紙所示的圖線（圖4）．根據圖線可知，該電池的電動勢E=

 

V，內電阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀，歐姆表的讀數為示數乘以倍率，由于歐姆表刻度不均勻，因此可以不需要估讀．
（2）當電阻箱的電阻調為零時，電路中電流最大，根據閉合電路歐姆定律求出此時的R₀，再選擇定值電阻R₀的規格．本題用閉合電路歐姆定律列式求解電源內阻，按要求即可畫出電路圖；由圖可知，圖象由縱坐標的交點為電動勢；由圖象與橫坐標的交點利用閉合電路歐姆定律可求得內電阻及短路電流．

解答：解：（1）甲圖螺旋測微器的固定刻度讀數5.5mm，可動刻度讀數為0.01×12.4=0.124mm，所以最終讀數為：固定刻度讀數+可動刻度讀數=5.5+0.124=6.124mm，由于需要估讀，因此在范圍6.123～6.125內均正確．
乙圖游標卡尺的主尺讀數為1cm，游標尺上第11個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標讀數為0.05×10mm=0.50mm=0.050cm，所以最終讀數為：主尺讀數+游標尺讀數=1.0cm+0.050cm=1.050cm；
丙圖中歐姆表的示數為：9，由于選擇的是×100檔位，因此讀數為：9×100=900Ω．
故答案為：6.124（6.123～6.125）；1.050；900．
（2）①當電阻箱的電阻調為零時，電路中電流最大，根據閉合電路歐姆定律得
I_m=

E

R0+r

，得R₀=130Ω，所以保護電阻應大于130Ω，但不能太大，故選200Ω，故ABD錯誤，C正確．
②本題用閉合電路歐姆定律列式求解電源內阻，電阻箱和保護電阻串連接入電源，電壓表接在電阻箱兩端，電路圖如圖所示：

③當變阻箱調到圖5所示位置后，電阻箱的電阻為：（8×0.1+3×1+4×10+3×100）Ω=343.8Ω；
閉合開關S，電壓表的示數為8.70V，根據歐姆定律得：
I=

U

R+R0

=16mA．
④由U-I圖可知，電源的電動勢E=9.5V；
由閉合電路歐姆定律可知圖象的斜率代表內阻：r=

△U

△I

=50.0Ω；
故答案為：①C；②如上圖所示；③343.8；16；④9.5； 50．

點評：本題考查基本測量工具的讀數能力、設計電路的基本能力、作圖能力，等等，對能力要求較高．