Question

10．（1）在做测定金属电阻率的实验中，待测金属的阻值约为5Ω．
①某同学先通过螺旋测微器测量一薄的金属圆片厚度，如图1所示，则螺旋测微器所示金属圆片厚度的测量值为3.471mm．
②实验室准备用来测量该电阻值的实验器材除开关及若干导线外，还有：
电压表V₁：（量程0-3V，内电阻约为15kΩ）；
电压表V₂：（量程0-15V，内电阻约为75kΩ）；
电压表A₁：（量程0-3A，内电阻约为0.2Ω）；
电压表A₂：（量程0-600mA，内电阻约为3Ω）；
滑动变阻器R₁：（最大阻值为10Ω，额定电流为2.0A）；
滑动变阻器R₂：（最大阻值为1000Ω，额定电流为0.5A）；
直流电源、电池组E（电动势为3V，内电阻约为0.3Ω）；
正常实验中为减少测量误差，且电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流-电压的关系图线，则电压表应选用V₁（填实验器材的代号），电流表应选用A₂（填实验器材的代号），滑动变阻器选用R₁（填实验器材的代号）．
③这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图2所示，由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为5.2Ω．（结果精确到小数点后一位）
（2）在测定电源电动势和内阻的实验中：
①某同学按如图3甲所示电路进行实验，在图3乙中部分导线已连接，请用笔画代替导线将电路补充完整，要求变阻器滑至最左端时，其使用电阻值最大．
②该同学根据正确的实验测量作出如图3丙中的U-I图象，由该图象可求出被测干电池的电动势E=1.4V，内电阻r=0.67Ω．（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）本题①的关键是明确螺旋测微器读数时注意半毫米刻度线是否露出，需要估读，都要分别读出整数部分和小数部分，然后相加．②题的关键是根据电动势大小和估算电流大小来选择电表的量程；明确若要求电表读数从零调，则滑动变阻器应用分压式接法；③的关键是电表的读数要求，注意估读方法有“$\frac{1}{10}$”、“$\frac{1}{5}$”、“$\frac{1}{2}$”三种方式；
（2）①根据电路图连接实物电路图；
②由实验原理可得出对应的图象，根据原理图可得出实物图；
由闭合电路欧姆定律可得出函数关系，结合数学公式及图象可明确电动势和内电阻．

解答 解：（1）①千分尺固定刻度露出了3.0mm，中轴线对齐为0.471mm，所以螺旋测微器的读数为：d=3.0mm+47.1×0.01mm=3.471mm
②因电动势E为3V，所以为了测量准确宜用电压表电V₁；
若3V电压全部加在待测电阻上，其电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{5}$=0.6A，所以电流表应选A₂；
又题中要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，故宜选用分压式电路；
因待测金属的阻值约为5Ω，因此滑动变阻器选取阻值较小的R₁，
③电流表读数为I=0.46A，电压表读数为U=2.40V，
所以待测电阻R=$\frac{U}{I}$=5.2Ω
（2）①根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
；
②由U=E-Ir可知：U-I图象中图象与纵坐标的交点为电源的电动势；
故E=1.40V；
图象的斜率表示内阻；故r=$\frac{1.40-1.00}{0.60}$=0.67Ω；
故答案为：（1）①3.471（±0.002）；
②V₁，A₂，R₁；③5.2；
（2）①实物连线如图；      
②1.4，0.67．

点评 遇到电学实验题要注意以下几点：1．通过估算选取电表的量程；2．伏安法时注意电流表内外接法的选择方法；3．注意滑动变阻器采用分压式接法时的条件；
本题考查伏安法测电动势和内电阻的实验，要注意明确实验的原理图及根据图象分析处理数据的方法．