Question

（1）某同學用游標為20分度的卡尺測量一薄金屬圓板的直徑D，用螺旋測微器測量其厚度d，示數如圖1所示．由圖可讀出D=

 

mm，d=

 

mm．


（2）實驗桌上有下列實驗儀器：
A．待測電源（電動勢約3V，內阻約7Ω）；
B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A檔的內阻約0.5Ω，3A檔的內阻約0.1Ω）；
C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V檔內阻約5kΩ，15V檔內阻約25kΩ）；
D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）；
E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）；
F．開關、導線若干；
請你解答下列問題：
①利用給出的器材測量電源的電動勢和內阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調節，應選擇的滑動變阻器是

 

（填代號）．
②根據給定器材在答卷虛線框內畫出實驗原理電路圖（如圖2所示）；
③某同學根據測得的數據，作出U-I圖象如圖3中圖線a所示，由此可知電源的電動勢E=

 

V，內阻r=

 

Ω；
④若要利用給出的器材通過實驗描繪出小燈泡（額定電壓4V、額定電流0.4A）的伏安特性曲線，將得到的數據在同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖3所示的圖線b，如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為

 

W．

Answer 1

分析：本題（1）的關鍵是明確螺旋測微器和游標卡尺讀數時，都要分成整數部分和小數部分兩部分來讀，螺旋測微器讀數時注意“半毫米”刻度線是否露出，游標卡尺讀數時注意精確度的不同；題（2）①的關鍵是根據電路中需要的最大電阻來選擇變阻器，選擇時，為便于調節，應選擇阻值較小的變阻器；題②的關鍵是明確電流表內外接法的選擇方法與“伏安法”測電阻相同；題③的關鍵是先寫出U與I的函數表達式，通過截距和斜率的概念即可求解；題④的關鍵是讀出兩圖線的交點坐標，即可求出小燈泡的功率．

解答：解：（1）：游標卡尺的讀數為：D=50mm+15×0.05mm=50.75mm；
螺旋測微器的讀數為：d=3.5mm+27.5×0.01mm=3.775mm
（2）①：為防止溫度對電池內阻的影響，通過電池的電流不能過大，所以電流表應選擇的量程是0.6A，根據閉合電路歐姆定律可知，電路中需要的最大電阻為：

R

max

=

E

I   min

=

E

1 3 ×0.6

Ω=

3

1 3 ×0.6

Ω=15Ω，為便于讀數，變阻器應選D；
②：由于滿足

R   V

r

＞

r

R   A

，所以對待測電池來說，電流表應用外接法，又變阻器應用限流式接法，電路圖如圖所示：

③：由U=E-Ir=-rI+E，可知電動勢應等于U-I圖象中圖線的縱軸截距，內阻應等于圖線斜率的絕對值，所以E=3.0V，r=

3-0

0.5

Ω=6.0Ω；
④：讀出兩圖線的交點坐標：U=1.5V，I=0.25A，所以小燈泡的實際功率為：P=UI=1.5×0.25W=0.375W．
故答案為：（1）50.75，3.775
（2）①D；②如圖；③3.0，6.0；④0.375

點評：應明確游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法：分整數部分和小數部分兩部分來讀，然后相加即可；明確采用限流式接法時變阻器的選擇方法：根據估算出的最大電阻來選擇，注意阻值較小的變阻器調節方便．