Question

（1）有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖甲所示的其讀數是______mm．用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數是______mm．

（2）實驗桌上有下列實驗儀器：
A、待測電源一個（電動勢約3V，內阻小于1Ω）
B、直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A檔的內阻約0.22Ω，3A檔的內阻約0.1Ω）
C、直流電壓表（量程0～3～15V，3V檔內阻約15kΩ，15V檔內阻約25kΩ）
D、滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為5A）
E、滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）
F、開關
G、導線若干
H、小燈泡（電阻小于1Ω）．
請你解答下列問題：

（1）利用給出的器材測電源的電動勢和內阻有如圖甲、乙兩種電路，為了減小測量誤差，應選擇圖______所示電路；
（2）根據你選擇的電路將圖丙中實物連接好；
（3）你選擇的滑動變阻器是______（填代號），理由是______；
（4）某同學根據測出的數據，作出U-I圖線如圖丁a線所示，實驗所測電源的電動勢E=______V，內電阻r=______Ω；
（5）若要利用給出的器材通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線，要求實驗測出的數據盡可能多，請你在虛線框內畫出實驗電路圖；
（6）將步驟（5）中得到的數據與步驟（4）得到的數據在同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖丁所示的圖線b，如果將此電源與小燈泡組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為______W．

Answer 1

【答案】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）若采用甲圖電路，可以將電流表與電池看做一等效電源，此時測得的電動勢與真實值相同，測得的內電阻等于電池內電阻與電流表電阻之和，因電池內電阻較小與電流表內阻接近，導致相對誤差較大，因此應用乙電路．
解答：解：（1）游標卡尺的主尺讀數為13mm，游標讀數為0.05×11mm=0.55mm，所以最終讀數為13.55mm．
    螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5mm，可動刻度讀數為0.01×17.9mm=0.179mm，所以最終讀數為0.679mm．
（2）、（1）若采用甲圖電路，可以將電流表與電池看做一等效電源，此時測得的電動勢與真實值相同，測得的內電阻等于電池內電阻與電流表電阻之和，因電池內電阻較小與電流表內阻接近，導致相對誤差較大，因此應用乙電路；
（2）實物連接好如圖：
（3）你選擇的滑動變阻器是 D，理由是選擇D電流適中且移動滑片時電流表示數變化較明顯；
（4）某同學根據測出的數據，作出U-I圖線如圖丁a線所示，
由U-I圖象知E應等于縱軸截距，即：E=3V，r應等于圖線斜率絕對值，
即：r=0.75Ω．
（5）若要利用給出的器材通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線，要求實驗測出的數據盡可能多，采用滑動變阻器的分壓式連接

（6）將步驟（5）中得到的數據與步驟（4）得到的數據在同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖丁所示的圖線b，
如果將此電源與小燈泡組成閉合回路，小燈泡電壓是1.2V，電流是2.4A，此時小燈泡的實際功率為P=UI=2.88W
故本題答案為：（1）13.55，0.679 
（2）1）乙；
2）如圖，3）D，選擇D電流適中且移動滑片時電流表示數變化較明顯；
4）3，0.75；
5）參見圖
6）2.88
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．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）（2）應理解伏安法測量電動勢和內電阻實驗采用乙電路的原因，以及學會通過計算選擇實驗器材的方法．