Question

（1）有一根橫截面為正方形的薄壁管（如圖1所示），用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測量其外部的邊長l的情況如圖2甲所示；用螺旋測微器測得其壁厚d的情況如圖6乙所示．則此管外部邊長的測量值為l=

 

cm；管壁厚度的測量值為d=

 

mm．

（2）一種電池標(biāo)稱電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)電阻約50Ω，允許的最大輸出電流為50mA．為了較準(zhǔn)確的測量這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，可以設(shè)計(jì)出如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路，已知實(shí)驗(yàn)中所使用的電壓表內(nèi)電阻足夠大，可以忽略其對(duì)電路的影響；圖中R為電阻箱，阻值范圍為0～999.9Ω，R₀為保護(hù)電阻．
①實(shí)驗(yàn)室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格：
A．10Ω      B．50Ω      C．150Ω      D．500Ω
實(shí)驗(yàn)時(shí)，R₀應(yīng)選用

 

較好（填字母代號(hào)）．
②按照?qǐng)D3所示的電路圖，將圖4所示的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路．
③在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)變阻箱調(diào)到圖5所示位置后，閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為8.70V，此時(shí)通過電阻箱的電流為

 

mA．
④斷開開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，再閉合開關(guān)S，讀取并記錄電壓表的示數(shù)．多次重復(fù)上述操作，可得到多組電壓值U和通過電阻箱的電流值I，利用多次讀取和計(jì)算出的數(shù)據(jù)，作出如圖6所示的圖線．根據(jù)圖線可知，該電池的電動(dòng)勢(shì)E=

 

V，內(nèi)電阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）20分度游標(biāo)卡尺游標(biāo)每一分度表示長度為0.05mm，由主尺讀出整毫米數(shù)，根據(jù)游標(biāo)尺上第幾條刻度線與主尺對(duì)齊，讀出毫米的小數(shù)部分．螺旋測微器的固定刻度最小分度為1mm，可動(dòng)刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度讀出整毫米數(shù)包括半毫米數(shù)，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小數(shù)部分．
（2）當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為零時(shí)，電路中電流最大，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出此時(shí)的R₀，再選擇定值電阻R₀的規(guī)格．本題用閉合電路歐姆定律列式求解電源內(nèi)阻，按要求即可畫出電路圖；由圖可知，圖象由縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)；由圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)利用閉合電路歐姆定律可求得內(nèi)電阻及短路電流．

解答：解：（1）此管外部邊長的測量值為l=22mm+7×0.05mm=22.35mm=2.235cm
管壁厚度的測量值為d=1.037mm．
（2）當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為零時(shí)，電路中電流最大，根據(jù)閉合電路歐姆定律得
    I_m=

E

R0+r

得R₀=130Ω，所以保護(hù)電阻應(yīng)大于130Ω，但不能太大，故選150Ω．
②本題用閉合電路歐姆定律列式求解電源內(nèi)阻，電阻箱和保護(hù)電阻串連接入電源，電壓表接在電阻箱兩端，電路圖如圖所示：

③當(dāng)變阻箱調(diào)到圖5所示位置后，閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為8.70V，根據(jù)歐姆定律得
I=

U

R+R0

=17.6mA．
④由U-I圖可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.5V；
由閉合電路歐姆定律可知圖象的斜率代表內(nèi)阻：r=

△U

△I

=50.0Ω；
故答案為：（1）2.235；1.037
（2）①C；②如圖所示；③17.6； ④9.5，50.0

點(diǎn)評(píng)：本題考查基本測量工具的讀數(shù)能力、設(shè)計(jì)電路的基本能力、作圖能力，等等，對(duì)能力要求較高．