Question

（1）①在“長度的測量”實驗中，調整游標卡尺兩側腳間距離，主尺和游標的位置如圖所示，此時卡尺兩腳間狹縫寬度為

 

mm；若要狹縫寬度調到0.20mm，應使游標上除0刻度線外第

 

條刻度線與主尺上表示

 

mm的刻度線對齊．
②如圖所示，螺旋測微器測出的金屬絲的直徑是

 

mm．
（2）某課題研究小組，收集了數碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池，及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈．現從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺上還準備了如下實驗器材：
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2mA，電阻R_A2約為50Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～40Ω，額定電流1A）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．開關S一只、導線若干
（1）為了測定電阻R₀的阻值，小組的一位成員，設計了如圖所示的電路原理圖，所選取了相應的器材（電源用待測的鋰電池）均標在圖上，其設計或器材選取中有不妥之處，你認為應該怎樣調整？

 

．
（2）在實際操作過程中，發現滑動變阻器R₁、電流表A₁已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內阻r．
①請你在方框中畫出實驗電路圖（標注所用器材符號）；
②為了便于分析，一般采用線性圖象處理數據，請寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式

 

．

Answer 1

分析：1、游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
2、（1）由歐姆定律求出通過待測電阻的最大電流，然后根據該電流確定電流表的量程，選擇實驗器材．
（2）只有待測電池、電阻箱、電壓表，可以用伏阻法測電池的電動勢與內阻，根據實驗原理作出實驗電路圖；
由閉合電路的歐姆定律列方程，然后找出具有線性關系的量，并寫出函數關系式．

解答：解：1、①游標卡尺的固定刻度讀數為0mm，游標尺上第6個刻度游標讀數為0.05×13mm=0.65mm，所以最終讀數為：0.65mm；
若狹縫寬度調整為0.20mm，由上可知，游標上第4條刻線與主尺上表示4mm的刻度線重合；
②螺旋測微器的固定刻度讀數為1mm，可動刻度讀數為：0.01×50.0mm=0.500mm，所以最終讀數為1.500mm．
2、（1）電阻R₀中最大電流約為：I_max=

E

R0

=

3.7

2000

A=1.85mA，電流表A₁量程太大，用A₂替換A₁．
（2）①電阻箱與電壓表配合，起到電壓表和電流表的作用，電路如圖．
②根據閉合歐姆定律，得：
E=U+

U

R2

r
變形得：

1

U

=

1

E

+

r

ER2

如以

1

R2

為橫坐標，以

1

U

為縱坐標，得到的是線性圖象．
故答案為：（1）①0.65，4，4；
②1.500
（2）（1）用A₂替換A₁
（2）①如圖；
②

1

U

=

1

E

+

r

ER2

點評：1、解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法，游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．
2、本題考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路圖、實驗數據分析等問題；選擇實驗器材時，既要保證安全，又要注意測量精度，要注意實驗器材量程的選擇．