Question

（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的其读数是______mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是______mm．

（2）实验桌上有下列实验仪器：
A、待测电源一个（电动势约3V，内阻小于1Ω）
B、直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.22Ω，3A档的内阻约0.1Ω）
C、直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约15kΩ，15V档内阻约25kΩ）
D、滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为5A）
E、滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）
F、开关
G、导线若干
H、小灯泡（电阻小于1Ω）．
请你解答下列问题：

（1）利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图甲、乙两种电路，为了减小测量误差，应选择图______所示电路；
（2）根据你选择的电路将图丙中实物连接好；
（3）你选择的滑动变阻器是______（填代号），理由是______；
（4）某同学根据测出的数据，作出U-I图线如图丁a线所示，实验所测电源的电动势E=______V，内电阻r=______Ω；
（5）若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求实验测出的数据尽可能多，请你在虚线框内画出实验电路图；
（6）将步骤（5）中得到的数据与步骤（4）得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图，得到如图丁所示的图线b，如果将此电源与小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）游标卡尺读数的方法是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．
（2）若采用甲图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用乙电路．
解答：解：（1）游标卡尺的主尺读数为13mm，游标读数为0.05×11mm=0.55mm，所以最终读数为13.55mm．
    螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×17.9mm=0.179mm，所以最终读数为0.679mm．
（2）、（1）若采用甲图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用乙电路；
（2）实物连接好如图：
（3）你选择的滑动变阻器是 D，理由是选择D电流适中且移动滑片时电流表示数变化较明显；
（4）某同学根据测出的数据，作出U-I图线如图丁a线所示，
由U-I图象知E应等于纵轴截距，即：E=3V，r应等于图线斜率绝对值，
即：r=0.75Ω．
（5）若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求实验测出的数据尽可能多，采用滑动变阻器的分压式连接

（6）将步骤（5）中得到的数据与步骤（4）得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图，得到如图丁所示的图线b，
如果将此电源与小灯泡组成闭合回路，小灯泡电压是1.2V，电流是2.4A，此时小灯泡的实际功率为P=UI=2.88W
故本题答案为：（1）13.55，0.679 
（2）1）乙；
2）如图，3）D，选择D电流适中且移动滑片时电流表示数变化较明显；
4）3，0.75；
5）参见图
6）2.88
点评：（1）解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是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．
（2）（2）应理解伏安法测量电动势和内电阻实验采用乙电路的原因，以及学会通过计算选择实验器材的方法．