Question

（1）下列各仪器的读数，
甲图的读数为

 

mm；
乙图的读数为

 

cm；
丙图的读数为

 

Ω．

（2）一种电池标称电动势为9V，内电阻约50Ω，允许的最大输出电流为50mA．为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻，可以设计出如下图1所示的实验电路，已知实验中所使用的电压表内电阻足够大，可以忽略其对电路的影响；图中R为电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω，R₀为保护电阻．
①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：
A．10Ω      B．50Ω      C．200Ω      D．500Ω
实验时，R₀应选用

 

较好（填字母代号）．
②按照下图1所示的电路图，将下图2所示的实物连接成实验电路．
③在实验中，当变阻箱调到图3所示位置时其阻值是

 

Ω，这时闭合开关S，若电压表的示数为8.70V，那么此时通过电阻箱的电流为

 

mA．
④断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数．多次重复上述操作，可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I，利用多次读取和计算出的数据，作出如坐标纸所示的图线（图4）．根据图线可知，该电池的电动势E=

 

V，内电阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，欧姆表的读数为示数乘以倍率，由于欧姆表刻度不均匀，因此可以不需要估读．
（2）当电阻箱的电阻调为零时，电路中电流最大，根据闭合电路欧姆定律求出此时的R₀，再选择定值电阻R₀的规格．本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻，按要求即可画出电路图；由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻及短路电流．

解答：解：（1）甲图螺旋测微器的固定刻度读数5.5mm，可动刻度读数为0.01×12.4=0.124mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=5.5+0.124=6.124mm，由于需要估读，因此在范围6.123～6.125内均正确．
乙图游标卡尺的主尺读数为1cm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×10mm=0.50mm=0.050cm，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数=1.0cm+0.050cm=1.050cm；
丙图中欧姆表的示数为：9，由于选择的是×100档位，因此读数为：9×100=900Ω．
故答案为：6.124（6.123～6.125）；1.050；900．
（2）①当电阻箱的电阻调为零时，电路中电流最大，根据闭合电路欧姆定律得
I_m=

E

R0+r

，得R₀=130Ω，所以保护电阻应大于130Ω，但不能太大，故选200Ω，故ABD错误，C正确．
②本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻，电阻箱和保护电阻串连接入电源，电压表接在电阻箱两端，电路图如图所示：

③当变阻箱调到图5所示位置后，电阻箱的电阻为：（8×0.1+3×1+4×10+3×100）Ω=343.8Ω；
闭合开关S，电压表的示数为8.70V，根据欧姆定律得：
I=

U

R+R0

=16mA．
④由U-I图可知，电源的电动势E=9.5V；
由闭合电路欧姆定律可知图象的斜率代表内阻：r=

△U

△I

=50.0Ω；
故答案为：①C；②如上图所示；③343.8；16；④9.5； 50．

点评：本题考查基本测量工具的读数能力、设计电路的基本能力、作图能力，等等，对能力要求较高．