Question

14．某课题研究小组，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，一是电阻R₀（约为2kΩ），二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）．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V （量程4V，电阻R_V约为4.0kΩ），
B．电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1约为5Ω），
C．电流表A₂（量程4mA，电阻R_A2约为50Ω），
D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，额定电流1A），
E．开关S一只、导线若干，
F．游标卡尺，G．螺旋测微器．
（1）为了测定电阻R₀的阻值，某小组的四位成员各自设计了如图1所示的电路原理图，并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），则电路设计正确且器材选取也妥当的是D

（2）为了测锂电池的电动势和内阻，请在如图2的方框甲中画出实验原理图，并在图中标明所选用器材．

（3）某小组根据测得的数据，画出了U-I图线，如图3所示，根据图线，可求得：该锂电池的电动势U=3.5V，内阻r=25Ω．
（4）某同学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．读出图中的示数．该游标卡尺示数（图4）为33.35mm．螺旋测微器示数（图5）为3.265mm．

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，然后选择实验电路．
（2）根据实验原理作出实验电路图．
（3）根据图示电源U-I图象求出电源电动势与内阻．
（4）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）电路最大电流约为：I=$\frac{E}{{R}_{0}}$=$\frac{3.7V}{2000Ω}$=0.00185A=1.85mA，应选电流表A₂，
待测电阻阻值约为2kΩ，电压表内阻约为4kΩ，电流表内阻约为50Ω，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，
滑动变阻器最大阻值为20Ω，待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，故选图D所示电路．
（2）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=3.5V，
电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.5-2.25}{0.050}$=25Ω；
（4）由图示游标卡尺可知，其示数为：33mm+7×0.05mm=33.35mm，
由图示螺旋测微器可知，其示数为3mm+26.5×0.01mm=3.265mm．
故答案为：（1）D；（2）电路图如图所示；（3）3.5；25；（4）33.35；3.265．

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．