问题 问答题

(1)有一根横截面为正方形的薄壁管(如图1所示),用游标为20分度的游标卡尺测量其外部的边长l的情况如图2甲所示;用螺旋测微器测得其壁厚d的情况如图6乙所示.则此管外部边长的测量值为l=______cm;管壁厚度的测量值为d=______mm.

(2)一种电池标称电动势为9V,内电阻约50Ω,允许的最大输出电流为50mA.为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻,可以设计出如图3所示的实验电路,已知实验中所使用的电压表内电阻足够大,可以忽略其对电路的影响;图中R为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R0为保护电阻.

①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:

A.10Ω      B.50Ω      C.150Ω      D.500Ω

实验时,R0应选用______较好(填字母代号).

②按照图3所示的电路图,将图4所示的实物连接成实验电路.

③在实验中,当变阻箱调到图5所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,此时通过电阻箱的电流为______mA.

④断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数.多次重复上述操作,可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I,利用多次读取和计算出的数据,作出如图6所示的图线.根据图线可知,该电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.

答案

(1)此管外部边长的测量值为l=22mm+7×0.05mm=22.35mm=2.235cm

管壁厚度的测量值为d=1.037mm.

(2)当电阻箱的电阻调为零时,电路中电流最大,根据闭合电路欧姆定律得

    Im=

E
R0+r

得R0=130Ω,所以保护电阻应大于130Ω,但不能太大,故选150Ω.

②本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻,电阻箱和保护电阻串连接入电源,电压表接在电阻箱两端,电路图如图所示:

③当变阻箱调到图5所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,根据欧姆定律得

I=

U
R+R0
=17.6mA.

④由U-I图可知,电源的电动势E=9.5V;

由闭合电路欧姆定律可知图象的斜率代表内阻:r=

△U
△I
=50.0Ω;

故答案为:(1)2.235;1.037

(2)①C;②如图所示;③17.6; ④9.5,50.0

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