Question

10．某同学利用如图1电路图测量电源电动势和内电阻，其中电压表内阻很大，ab为电阻率很大，粗细均匀的金属丝，定值电阻R₀=2Ω，滑片P始终与金属丝ab接触良好，实验过程如下：
（1）闭合开关，调节滑片P的位置，记录对应的电压表示数U和电流表示数I，并测量aP的长度x；
（2）根据测得的多组数据分别绘制了U-I图线和$\frac{U}{I}$-x图线如图2、图3所示；
（3）由U-I图线可得电源的电动势E=3.00V，内电阻r=1.00Ω；
（4）利用螺旋测微器测得金属丝的直径如图4所示，则金属丝的直径d=0.400mm，结合$\frac{U}{I}$-x图线可得电流表的内阻为R_A=2Ω，金属丝的电阻率为ρ=1.26×10^-6Ω•m．

Answer 1

分析 （3）由闭合电路欧姆定律列式，结合图象规律可求得电动势和内电阻；
（4）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；根据电路图利用欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电阻率．

解答 解：（3）由闭合电路欧姆定律可知：U=E-I（r+R₀）；则可知，图2中的图象与纵坐标间的交点表示电动势，故E=3.00V；
图象的斜率表示内电阻，则r+R₀=$\frac{3.0-1.50}{0.5}$=3.00Ω；
解得：r=3.00-2.00=1.00Ω；
（4）螺旋测微器固定部分为0；转动部分读数为40.0；故最终读数为：0+40.0×0.01=0.400mm；
根据欧姆定律可知：$\frac{U}{I}$=R_A+$\frac{ρx}{S}$； 结合$\frac{U}{I}$-x图线可得，图象与纵坐标的交点表示R_A；故R_A=2Ω；
图象的斜率k=$\frac{ρ}{S}$=$\frac{8.0-2.0}{0.6}$=10；
s=$\frac{π{d}^{2}}{4}$
联立解得：
ρ=1.26×10^-6Ω•m；
故答案为：（3）3.00，1.00；（4）0.400，2，1.26×10^-6

点评 本题考查测量电动势和内电阻以及测量电阻率的实验，要注意明确实验原理，认真分析实验电路图，再结合闭合电路欧姆定律以及数学规律分析即可求解．