Question

【題目】（1）某實驗小組在探究彈簧的勁度系數(shù)與其長度、粗細和制作彈簧所用鋼絲直徑的關系之前，對彈簧進行一些相關測量，如圖所示。

①用刻度尺測整根彈簧的自由長度如圖甲所示，該長度的測量值為_______cm。

②用螺旋測微器測鋼絲的直徑如圖乙所示，該直徑的測量值為________mm。

（2）研究性學習小組的同學們用如圖甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)電阻r。實驗室提供的器材如下：電壓表，電阻箱（阻值范圍0～999.9）；開關、導線若干。

①請根據(jù)圖甲所示的實物電路圖，在虛線框內(nèi)畫出該電路的電路圖。______

②某同學開始做實驗，先把變阻箱阻值調(diào)到最大，再接通開關，然后逐次改變電阻箱接入電路的阻值R，讀取與R對應的電壓表的示數(shù)U，并將相應的數(shù)據(jù)轉化為坐標點描繪在了U-U/R圖中。請將圖丙、丁中電阻箱和電壓表所示的數(shù)據(jù)轉化為坐標點描繪在下圖所示的坐標系中，并畫出U-U/R圖線；______

③根據(jù)下圖中實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組電動勢的測量值E=_____V，內(nèi)電阻測量值r =______Ω。（保留3位有效數(shù)字）

④對圖中所繪圖線與橫軸交點的橫坐標值的分析，下面說法正確的是_________（選填選項前的字母）。

A．表示該電路的短路電流值

B．大于此電路狀態(tài)下通過電阻箱的電流值

C．等于此電路狀態(tài)下通過電阻箱的電流值

D．小于此電路狀態(tài)下通過電池組的電流值

⑤不同小組的同學分別用不同的電池組（均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成）完成了上述的實驗后，發(fā)現(xiàn)不同小組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大。同學們選擇了內(nèi)電阻差異較大的甲、乙兩個電池組進一步探究，對電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關系，以及電池組的輸出功率P隨路端電壓U變化的關系進行了猜想，并分別畫出了如圖所示的P-R和P-U圖象。若已知乙電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是____（選填選項下面的字母）。

某研究性學習小組利用下圖所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如下圖所示的R～1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝______V，r＝______Ω。

Answer 1

【答案】 （1）①11.86~11.89 ②0.586~0.589 （2）①如圖1所示

②如圖2所示

③2.93V（2.85~3.00V） 1.34Ω（1.25~1.40Ω） ④CD ⑤BC ⑤B C

【解析】（1）①用刻度尺測整根彈簧的自由長度，該長度的測量值為11.88cm。

②用螺旋測微器測鋼絲的直徑，該直徑的測量值為0.5mm+0.01mm×8.8=0.588mm。

（2）①電路圖如圖；

②如圖所示；

③由歐姆定律： ，即，則由圖像可知：E=2.95V； ；

④對圖7中所繪圖線與橫軸交點的橫坐標值的分析，根據(jù)可得 ，則A．故所繪圖線與橫軸交點的橫坐標值不表示該電路的短路電流值，選項A錯誤；由電路圖可知， 等于此電路狀態(tài)下通過電阻箱的電流值,選項B錯誤，C正確；由于電壓表的分流作用，通過電阻箱的電流值小于此電路狀態(tài)下通過電池組的電流值，選項D正確；故選CD.

⑤電池的輸出功率 ，則當R=r時，輸出功率P最大，最大值為 ，因乙電池內(nèi)阻較大，故輸出功率的最大值較小，且出現(xiàn)最大值的位置較甲在坐標軸上偏右，故選項B正確，A錯誤；根據(jù) ，由數(shù)學知識可知，當 時，輸出功率P的最大值，因甲乙電動勢相同，乙內(nèi)阻較大，故乙輸出功率最大值較小，最大值的橫坐標相同，故選項C正確，D錯誤；故選BC；

⑥由歐姆定律可知： ，即 ，由圖像可知： ,