Question

16．某同學(xué)利用圖甲所示電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻以及金屬絲的電阻率，其中ab為電阻率相同的粗細(xì)均勻的金屬絲，定值電阻R0=2Ω，電流表和電壓表均可視為理想電表，滑片P始終與金屬絲ab接觸良好，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下（計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù)）．

（1）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，記錄對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，并測(cè)量aP的長(zhǎng)度x；
（2）改變滑片P的位置，多次重復(fù)步驟（1），其中某次電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為I=0.50A，電壓表示數(shù)為U=2.60V．
（3）根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)分別繪制了如圖丙所示的U-I圖線和圖丁所示的$\frac{U}{I}$-x圖線．

（4）由圖丙可得電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3.00V，內(nèi)電阻r=1.00Ω．
（5）利用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如圖戊所示，則金屬絲的直徑d=0.400mm，結(jié)合圖丁可得金屬絲的電阻率ρ=1.26×10^-6Ω•m，電流表的內(nèi)阻R_x=2.00Ω．

Answer 1

分析 （2）明確電表的最小分度，則可明確最終的讀數(shù)；
（4）由閉合電路歐姆定律列式，結(jié)合圖象規(guī)律可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（5）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；根據(jù)電路圖利用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電阻率．

解答 解：（2）電流表每一小格示數(shù)為0.02A，則電流表示數(shù)為0.50A，電壓表最小分度為0.1V，故電壓表示數(shù)為2.60V；
（4）由閉合電路歐姆定律可知：U=E-I（r+R₀）；則可知，圖2中的圖象與縱坐標(biāo)間的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，故E=3.00V；
圖象的斜率表示內(nèi)電阻，則r+R₀=$\frac{3.0-1.5}{0.5}$=3.00Ω；
解得：r=3.00-2.00=1.00Ω；
（5）螺旋測(cè)微器固定部分為0；轉(zhuǎn)動(dòng)部分讀數(shù)為40.0；故最終讀數(shù)為：0+40.0×0.01=0.400mm；
根據(jù)歐姆定律可知：$\frac{U}{I}$=R_A+$\frac{ρx}{S}$； 結(jié)合$\frac{U}{I}$-x圖線可得，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示R_A；故R_A=2Ω；
圖象的斜率k=$\frac{ρ}{S}$=$\frac{8.0-2.0}{0.6}$=10；
s=$\frac{π1161616^{2}}{4}$
聯(lián)立解得：
ρ=1.26×10^-6Ω•m；
故答案為：（2）0.50；2.60；（4）3.00，1.00；（5）0.400，1.26×10^-6；2.00

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻以及測(cè)量電阻率的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)電路圖，再結(jié)合閉合電路歐姆定律以及數(shù)學(xué)規(guī)律分析即可求解．