Question

20．某課題研究小組，收集了數(shù)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、薄的金屬圓片．現(xiàn)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Rv約為4kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，電阻R_A1約為5Ω）
C．電流表A₂（量程4mA，電阻 R_A2約為50Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～200Ω，額定電流1A）
E．開關一個、導線若干
F．游標卡尺
G．螺旋測微器
（1）為了測定電阻R₀的阻值，某小組的四位成員各自設計了如圖所示的電路原理圖，并選取了相應的器材（電源用待測的鋰電池），則電路設計和器材選取均妥當?shù)氖荄．

（2）為了測鋰電池的電動勢和內阻，請在答題卡的方框中（如圖甲），畫出實驗原理圖，并在圖中標明所選用的器材．

（3）某小組根據測得的數(shù)據，畫出了U-I圖線，如圖乙所示，根據圖線可求得：該鋰電池的電動勢E=3.5V，內阻r=25Ω．
（4）某同學用游標卡尺和螺旋測微器分別測量薄金屬圓片的直徑和厚度．讀出如圖丙中的示數(shù)，該游標卡尺示數(shù)為12.40mm，螺旋測微器示數(shù)為0.730mm．

Answer 1

分析 （1）根據實驗器材確定滑動變阻器與電流表的接法，然后選擇實驗電路．
（2）根據實驗原理作出實驗電路圖．
（3）根據圖示電源U-I圖象求出電源電動勢與內阻．
（4）游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)，螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．

解答 解：（1）電路最大電流約為：I=$\frac{E}{{R}_{0}}$=$\frac{3.7}{2000}$=0.00185A=1.85mA，應選電流表A₂，
待測電阻阻值約為2kΩ，電壓表內阻約為4kΩ，電流表內阻約為50Ω，待測電阻阻值遠大于電流表內阻，電流表應采用內接法，
滑動變阻器最大阻值為20Ω，待測電阻阻值遠大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據，滑動變阻器應采用分壓接法，故選圖D所示電路．
（2）應用伏安法測電源電動勢與內阻，電壓表測路端電壓，電流表測電路電流，實驗電路圖如圖所示：

（3）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點坐標值為3.5，則電源電動勢E=3.5V，
電源內阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.5-2.25}{0.050}$=25Ω；
（4）由圖示游標卡尺可知，其示數(shù)為：12mm+8×0.05mm=12.40mm，
由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm．
故答案為：（1）D；（2）電路圖如圖所示；（3）3.5；25Ω；（4）12.40；0.730．

點評 本題考查了實驗電路的選擇、設計實驗電路圖、求電源電動勢與內阻、游標卡尺與螺旋測微器讀數(shù)；要注意游標卡尺不需要估讀，螺旋測微器需要估讀．