Question

11．厦门六中985课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈、薄的金属圆片．现从这些材料中选取两个待测元件，一是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．二是薄的金属圆片．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V₁（量程4V，电阻R_V约为5.0kΩ），
B．电压表V₂（量程15V，电阻R_V约为20.0kΩ），
C．电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1约为10Ω），
D．电流表A₂（量程4mA，电阻R_A2约为50Ω），
E．滑动变阻器R₁（0～20Ω，额定电流1A），
F．滑动变阻器R₂（0～2000Ω，额定电流3A）
G．开关S一只、导线若干，
H．游标卡尺，
I．螺旋测微器．
（1）为了测锂电池的电动势和内阻，课题组某成员设计出了实验原理图1，请你指出其中的错误（只要求写出2条）：应选电流表A₁；电压表选择V₁．

（2）课题组某成员根据测得的数据，在U-I图2中描出了数据点，请你根据图中的点求出该锂电池的内阻r=21.7Ω．
（3）课题组某成员用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄金属圆片的直径和厚度．请你读出图3中的示数．该游标卡尺示数为1.240cm．螺旋测微器示数为0.730mm．

Answer 1

分析 （1）根据实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法，明确实验中有错误的地方；
（2）由给出的点描出伏安特性曲线；根据图示电源U-I图象求出电源电动势与内阻．
（3）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．

解答 解：（1）电源电动势为3.7V，故电压表应选用4V量程的V₁； 电源的最大放大电流为100mA，故应选电流表A₁
同时由于电流表内阻接近电源内阻，为了减小误差应采用相对电源的电流表外接法；
但由于R₂的阻值过大，不易于调节，故应用R₁；
（2）根据描出的点得出对应图象如图所示；
应用伏安法测电源电动势与内阻，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：

（3）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为3.5，则电源电动势E=3.3V，
电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.3-2.0}{0.06}$=21.7Ω；
（4）由图示游标卡尺可知，其示数为：12mm+9×0.05mm=12.45mm=1.245cm，
由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm．
故答案为：（1）应选电流表A₁；电压表应选择V₁； （或：电流表采用相对电源的外接法； 滑动变阻器选择R₁）
（2）21.7．（3）1.240       0.730

点评 本题考查了实验电路的选择、设计实验电路图、求电源电动势与内阻、游标卡尺与螺旋测微器读数；要注意游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．