Question

16．某同學利用圖甲所示電路測量電源電動勢和內電阻以及金屬絲的電阻率，其中ab為電阻率相同的粗細均勻的金屬絲，定值電阻R0=2Ω，電流表和電壓表均可視為理想電表，滑片P始終與金屬絲ab接觸良好，實驗過程如下（計算結果保留2位小數(shù)）．

（1）閉合開關，調節(jié)滑片P的位置，記錄對應的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，并測量aP的長度x；
（2）改變滑片P的位置，多次重復步驟（1），其中某次電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為I=0.50A，電壓表示數(shù)為U=2.60V．
（3）根據測得的多組數(shù)據分別繪制了如圖丙所示的U-I圖線和圖丁所示的$\frac{U}{I}$-x圖線．

（4）由圖丙可得電源的電動勢為E=3.00V，內電阻r=1.00Ω．
（5）利用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖戊所示，則金屬絲的直徑d=0.400mm，結合圖丁可得金屬絲的電阻率ρ=1.26×10^-6Ω•m，電流表的內阻R_x=2.00Ω．

Answer 1

分析 （2）明確電表的最小分度，則可明確最終的讀數(shù)；
（4）由閉合電路歐姆定律列式，結合圖象規(guī)律可求得電動勢和內電阻；
（5）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)；根據電路圖利用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達式，然后根據圖象求出電阻率．

解答 解：（2）電流表每一小格示數(shù)為0.02A，則電流表示數(shù)為0.50A，電壓表最小分度為0.1V，故電壓表示數(shù)為2.60V；
（4）由閉合電路歐姆定律可知：U=E-I（r+R₀）；則可知，圖2中的圖象與縱坐標間的交點表示電動勢，故E=3.00V；
圖象的斜率表示內電阻，則r+R₀=$\frac{3.0-1.5}{0.5}$=3.00Ω；
解得：r=3.00-2.00=1.00Ω；
（5）螺旋測微器固定部分為0；轉動部分讀數(shù)為40.0；故最終讀數(shù)為：0+40.0×0.01=0.400mm；
根據歐姆定律可知：$\frac{U}{I}$=R_A+$\frac{ρx}{S}$； 結合$\frac{U}{I}$-x圖線可得，圖象與縱坐標的交點表示R_A；故R_A=2Ω；
圖象的斜率k=$\frac{ρ}{S}$=$\frac{8.0-2.0}{0.6}$=10；
s=$\frac{πn3kudoj^{2}}{4}$
聯(lián)立解得：
ρ=1.26×10^-6Ω•m；
故答案為：（2）0.50；2.60；（4）3.00，1.00；（5）0.400，1.26×10^-6；2.00

點評 本題考查測量電動勢和內電阻以及測量電阻率的實驗，要注意明確實驗原理，認真分析實驗電路圖，再結合閉合電路歐姆定律以及數(shù)學規(guī)律分析即可求解．