Question

14．某課題研究小組，收集了數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等用舊了的各種類型的電池，及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容、電感線圈、薄的金屬圓片．現(xiàn)從這些材料中選取兩個(gè)待測元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），二是手機(jī)中常用的鋰電池（電動(dòng)勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺(tái)上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表V （量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ），
B．電流表A₁（量程100mA，電阻R_A1約為5Ω），
C．電流表A₂（量程4mA，電阻R_A2約為50Ω），
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，額定電流1A），
E．開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干，
F．游標(biāo)卡尺，G．螺旋測微器．
（1）為了測定電阻R₀的阻值，某小組的四位成員各自設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路原理圖，并選取了相應(yīng)的器材（電源用待測的鋰電池），則電路設(shè)計(jì)正確且器材選取也妥當(dāng)?shù)氖荄

（2）為了測鋰電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，請(qǐng)?jiān)谌鐖D2的方框甲中畫出實(shí)驗(yàn)原理圖，并在圖中標(biāo)明所選用器材．

（3）某小組根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，畫出了U-I圖線，如圖3所示，根據(jù)圖線，可求得：該鋰電池的電動(dòng)勢U=3.5V，內(nèi)阻r=25Ω．
（4）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量薄金屬圓片的直徑和厚度．讀出圖中的示數(shù)．該游標(biāo)卡尺示數(shù)（圖4）為33.35mm．螺旋測微器示數(shù)（圖5）為3.265mm．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)圖示電源U-I圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．
（4）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)，螺旋測微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．

解答 解：（1）電路最大電流約為：I=$\frac{E}{{R}_{0}}$=$\frac{3.7V}{2000Ω}$=0.00185A=1.85mA，應(yīng)選電流表A₂，
待測電阻阻值約為2kΩ，電壓表內(nèi)阻約為4kΩ，電流表內(nèi)阻約為50Ω，待測電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，
滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，待測電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，故選圖D所示電路．
（2）應(yīng)用伏安法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻，電壓表測路端電壓，電流表測電路電流，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（3）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值為3.5，則電源電動(dòng)勢E=3.5V，
電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.5-2.25}{0.050}$=25Ω；
（4）由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：33mm+7×0.05mm=33.35mm，
由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為3mm+26.5×0.01mm=3.265mm．
故答案為：（1）D；（2）電路圖如圖所示；（3）3.5；25；（4）33.35；3.265．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻、游標(biāo)卡尺與螺旋測微器讀數(shù)；要注意游標(biāo)卡尺不需要估讀，螺旋測微器需要估讀．