Question

4．①某實驗小組測繪某一熱敏金屬絲（電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感）的伏安特性曲線．正確操作獲得金屬絲的直徑讀數(shù)如圖甲所示，則讀數(shù)為0.999mm．該實驗小組描繪的金屬絲的伏安特性曲線如圖乙所示，現(xiàn)將該金屬絲與電動勢為6V、內(nèi)阻為1.5Ω的電源串聯(lián)，則金屬絲的發(fā)熱功率為4.8W．
②實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大，測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，實驗電路圖如圖丙所示，閉合電鍵S，改變阻值，記錄多組電壓表的讀數(shù)U和電阻箱的阻值R，作出$\frac{1}{U}-R$圖象，設(shè)直線圖象的斜率為k、截距為b，請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達(dá)式R_v=$\frac{k}$．

Answer 1

分析 （1）本題讀數(shù)時應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，注意半毫米刻度線以露出；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，圖象為直線最簡單，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電（2）壓與電阻箱阻值關(guān)系，然后作出合適的圖象．根據(jù)函數(shù)表達(dá)式求出斜率k與截距b的表達(dá)式，然后求出電壓表內(nèi)阻．

解答 解：①、螺旋測微器主尺的讀數(shù)是0.5mm，可動刻度的讀數(shù)是49.9×0.01=0.499mm，總讀數(shù)為：d=0.5mm+0.499mm=0.999mm（0.997～1.000都可以）；
在圖b上做出電源的伏安特性曲線如圖，兩條線的交點表示電源的路端電壓和輸出電流，由圖可知，U=3.6V，I=1.5A，由功率的計算公式得：
P=UI=3.6×1.5=4.8W
（2）電壓表內(nèi)阻不可以忽略不計，由閉合電路歐姆定律可得：E=U_V+IR=U+$\frac{U}{{R}_{V}}•R$，則：$\frac{1}{U}=\frac{1}{E}+\frac{R}{E{R}_{V}}$，
應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，應(yīng)作出$\frac{1}{U}-R$圖象．
由$\frac{1}{U}=\frac{1}{E}+\frac{R}{E{R}_{V}}$可知，$\frac{1}{U}$-R圖象的斜率：k=$\frac{1}{E{R}_{V}}$，截距b=$\frac{1}{E}$，則電壓表內(nèi)阻R_V=$\frac{k}$；
故答案為：（1）0.999（0.997mm-1.000 mm均可）、4.8W（2）$\frac{1}{U}-R$、$\frac{k}$

點評 本題考查了實驗電路的選擇、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理等；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，要選擇合適的變量，使圖象為直線，圖象是直線，圖象比較直觀、易于實驗數(shù)據(jù)的處理．