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1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)題例1、用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的器材規(guī)格如下:待測(cè)電阻Rx(約100 );直流電流表(量程010 mA、內(nèi)阻50 );直流電壓表(量程03 V、內(nèi)阻5 k);直流電源(輸出電壓4 V、內(nèi)阻不計(jì));滑動(dòng)變阻器(015 、允許最大電流1 A);開(kāi)關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.圖10-5【解析】用伏安法測(cè)量電阻有兩種連接方式,即電流表的內(nèi)接法和外接法,由于Rx,故電流表應(yīng)采用外接法.在控制電路中,若采用變阻器的限流接法,當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大,通過(guò)負(fù)載的電流最小,Imin=24 mA10 mA,此時(shí)電流仍超過(guò)電流表的量程,故滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法.如圖
2、10-5所示.例2、在某校開(kāi)展的科技活動(dòng)中,為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值Rx,現(xiàn)有如下器材:讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟?!窘馕觥繉?shí)驗(yàn)電路如右圖所示(此法俗稱”替代法”)。將S2與Rx相接,記下電流表指針?biāo)肝恢谩2與R1相接,保持R2不變,調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表的指針指在原位置上,記下R1的值,則RxR1。例3、用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(9001000):電源E,具有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)
3、阻r1750;電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r22500;滑動(dòng)變阻器R,最大阻值約為100;)單刀單擲開(kāi)關(guān)K,導(dǎo)線若干。測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖。【解析】如圖所示 (用已知內(nèi)阻的電壓表代替電流表)例4用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值。器材(代號(hào))與規(guī)格如下:電流表A1(量程250mA,內(nèi)阻r1為5);標(biāo)準(zhǔn)電流表A2(量程300mA,內(nèi)阻r2約為5);待測(cè)電阻R1(阻值約為100);滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10);電源E(電動(dòng)勢(shì)約為10V,內(nèi)阻r 約為1);單刀單擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。要求方法簡(jiǎn)捷,并能測(cè)多組數(shù)據(jù),畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖并標(biāo)明每個(gè)器
4、材的代號(hào).需要直接測(cè)量的物理量是_,用測(cè)的量表示待測(cè)電阻R1的計(jì)算公式是R1_?!窘馕觥繉?shí)驗(yàn)電路圖如圖所示(用已知內(nèi)阻的電流表代替電壓表)。兩電流表A1、 A2的讀數(shù)為I1、I2和電流表A1的內(nèi)阻為r1,待測(cè)電阻R1的阻值的計(jì)算公式是:例5有一電阻Rx,其阻值在100200之間,額定功率為0.25W。要用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值,實(shí)驗(yàn)器材有:安培表A1,量程為50mA,RA1=100,安培表A2,量程為1A,RA2=20電壓表V1,量程為5V,RV1=10k,電壓表V2,量程為15V, RV2=30k 變阻器R1,變阻范圍020 ,2A,變阻器R2,變阻范圍01000,1A,9V電源,電鍵,
5、導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是: 。 畫(huà)出所用實(shí)驗(yàn)電路圖?!窘馕觥吭试S通過(guò)電阻中電流可能的最大值由:得,。因?yàn)殡娮杩赡転?00,所以通過(guò)被測(cè)電阻的電流的最大值可能是35mA,應(yīng)用電流表的示數(shù)來(lái)控制通過(guò)電阻的電流,因此,電流表應(yīng)選A1。又因?yàn)?所以 。因?yàn)殡娮杩赡転?00,所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5V,應(yīng)用電壓表的示數(shù)來(lái)控制加在電阻兩端的電壓,因此電壓表應(yīng)選V1。因?yàn)镽1 R2,且2A35mA, 所以應(yīng)選變阻器R1。因?yàn)镽1Rx 所以滑動(dòng)變阻器連接方式應(yīng)選用分壓電路。因?yàn)?lt;, 所以應(yīng)選用外接電路。實(shí)驗(yàn)所用電路如圖所示例6(2000年全國(guó))從下表中選出適當(dāng)?shù)?/p>
6、實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1,要求方法簡(jiǎn)捷,有盡可能高的測(cè)量精度,并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。在虛線方框中畫(huà)出電路圖,標(biāo)明所用器材的代號(hào)。器材(代號(hào))規(guī) 格電流表(A1)量程10mA,內(nèi)阻r1待測(cè)(約40)電流表(A2)量程500A,內(nèi)阻r2=750電壓表(V)量程10V,內(nèi)阻r3=10電阻(R1)阻值約100,作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器(R)總阻值約50電池(E)電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻很小導(dǎo)線若干,電鍵K若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1,則所用的表達(dá)式為r1=_,式中各符號(hào)的意義是_。【解析】如圖所示(用已知內(nèi)阻的電流表代替電壓表)。,I1表示通過(guò)電流表A1的電流,I2表示通過(guò)電流表A2的電
7、流,r2表示電流表A2的內(nèi)阻。mA VV例7(2006年全國(guó)、)現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表 的內(nèi)阻。給定的器材有:待測(cè)電壓表 (量程2V,內(nèi)阻約4k);電流表 (量程1.2mA,內(nèi)阻約500);直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約2.4V,內(nèi)阻不計(jì));固定電阻3個(gè):R1=4000,R2=10000,R3=15000;電鍵S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半。試從3個(gè)固定電阻中選用1個(gè),與其它器材一起組成測(cè)量電路,并在虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。)電路接通后,若電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電壓表內(nèi)阻RV =_?!窘馕觥咳糁苯訉㈦妷罕砼c毫安表串聯(lián),因毫安
8、表的量程過(guò)大(即兩電表量程不匹配),故應(yīng)將電壓表與一定值電阻并聯(lián)。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,若選用電阻R1,則并聯(lián)電阻2000,電壓表讀數(shù)R1SEVmAU·R×20001.921V,電流表讀數(shù)I0.00096A0.96mA0.6mA,R1符合要求,同理可得R2、R3不符合要求,故選R1。電路接通后,通過(guò)R1的電流I1,則通過(guò)電壓表的電流為I2II1I,所以電壓表的內(nèi)阻RV例8(2006年全國(guó))現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡(圖中用表示)的伏安特性曲線。要求所測(cè)電壓范圍為0.1V4V。A2A1V現(xiàn)有器材:直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5V,內(nèi)阻不計(jì)),電壓表 (量程4.5
9、V,內(nèi)阻約為4×104),電流表 (量程250mA,內(nèi)阻約為2),電流表 (量程500mA,內(nèi)阻約為1),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為30),電鍵S,導(dǎo)線若干。如果既要滿足測(cè)量要求,又要測(cè)量誤差較小,應(yīng)該選用的電流表是 ,下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是 。A2【解析】在測(cè)量小燈泡的伏安曲線時(shí),由于題目要求電壓范圍為0.1V4V,因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。根據(jù)估算通過(guò)小燈泡的額定電流為I=0.4A,因此電流表應(yīng)該選用 。在伏安法測(cè)量過(guò)程中,由于臨界電阻大于小燈泡電阻,因此應(yīng)該選擇電流表外接法即選擇甲電路進(jìn)行測(cè)量。例9、用右圖所示的電路,測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小,為了防止
10、在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路,電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外,可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有:(a) 電流表(量程0.6A、3A);(b) 電壓表(量程3V、15V)(c) 定值電阻(阻值1、額定功率5W)(d) 定值電阻(阻值10,額定功率10W)(e) 滑動(dòng)變阻器(陰值范圍0-10、額定電流2A)(f) 滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0-100、額定電流1A),那么(1)要正確完成實(shí)驗(yàn),電壓表的量程應(yīng)選擇 V,電流表的量程應(yīng)選擇 A; R0應(yīng)選擇 的定值電阻,R應(yīng)選擇阻值范圍是 的滑動(dòng)變阻器。(2) 引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是 。(1)3,0.6,1,010。(2)由于電壓表的分
11、流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小。解析:由于電源是一節(jié)干電池(1.5V),所選量程為3V的電壓表;估算電流時(shí),考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾左右,加上保護(hù)電阻,最大電流在0.5A左右,所以選量程為0.6A的電流表;由于電池內(nèi)阻很小,所以保護(hù)電阻不宜太大,否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小,造成的誤差大;滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了,取010能很好地控制電路中的電流和電壓,若取0100會(huì)出現(xiàn)開(kāi)始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象。系統(tǒng)誤差一般由測(cè)量工具和所造成測(cè)量方法造成的,一般具有傾向性,總是偏大或者偏小。本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測(cè)量值小,造成E測(cè)<
12、;E真,r測(cè)<r真。例10、某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室中有如下器材:A待測(cè)干電池 B電流表G(03mA,內(nèi)電阻r1=20)C電流表A(00.6A,內(nèi)電阻r2=0.20)D滑動(dòng)變阻器甲(最大阻值10)E滑動(dòng)變阻器乙(最大阻值100) F定值電阻R1=100G定值電阻R2=500 H定值電阻R3=1.5k開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。由于沒(méi)有電壓表,為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路完成了實(shí)驗(yàn)要求的測(cè)量。為了方便并能較準(zhǔn)確測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ,定值電阻應(yīng)選用 。(填寫(xiě)定值電阻前的序號(hào)) 若某次測(cè)量中電流表G的示數(shù)為I1,電流表A的示數(shù)為I2;改變滑動(dòng)變阻器的位置后,電流表G的示數(shù)為I1,電流
13、表A的示數(shù)為I2。則可知此電源的內(nèi)電阻測(cè)量值為r= ,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值為E= ?!窘馕觥?干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量,一般需要電流表和電壓表。由于題中沒(méi)有電壓表,故需要將電流表G改裝為電壓表,且改裝后電壓表的量程應(yīng)該達(dá)到1.5V,則總電阻為,故定值電阻應(yīng)選用的序號(hào)為G的電阻,而滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的D;在兩次測(cè)量過(guò)程中,通過(guò)電源的電流是兩只電表的電流之和,則根據(jù)全電路歐姆定律有 ,解之,得, 【例11】某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器,需要選用一電器元件。圖為該電器元件的伏安特性曲線,有同學(xué)對(duì)其提出質(zhì)疑,先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:器材(代號(hào))規(guī)格 電流表(A1)電流表
14、(A2)電壓表(V1)電壓表(V2)滑動(dòng)變阻器(R1)滑動(dòng)變阻器(R2)直流電源(E)開(kāi)關(guān)(S)導(dǎo)線若干量程050mA,內(nèi)阻約為50量程0200mA,內(nèi)阻約為10量程03V,內(nèi)阻約為10k量程015V,內(nèi)阻約為25k阻值范圍015,允許最大電流1A阻值范圍01k,允許最大電流100mA輸出電壓6V,內(nèi)阻不計(jì)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度,電流表應(yīng)選用 ;電壓表應(yīng)選用 ;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。(以上均填器材代號(hào))為達(dá)到上述目的,請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖,并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合,請(qǐng)說(shuō)明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)?相同點(diǎn): ,不同
15、點(diǎn): 。解析:圖像中電流00.14A,電流表選A2;電源電壓6V,但圖像只要求電壓在03V之間調(diào)整,為了測(cè)量準(zhǔn)確電壓表選V1;由于繪制圖像的需要,要求電壓從03V之間調(diào)整,所以滑動(dòng)變阻器只能采用分壓式接法,為了能很好調(diào)節(jié)電壓,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的R1。該元件約幾十,電壓表的分流作用可以忽略,所以采用電流表外接法;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集要求從零開(kāi)始,所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。從圖像的形狀和斜率變化趨勢(shì)上去找相同點(diǎn)和不同點(diǎn),突出都是“非線性”,圖像上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率是電阻的倒數(shù)?!纠?2】某同學(xué)通過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池。該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)電阻,但是從實(shí)驗(yàn)室只借
16、到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為9.999,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用) 一只電流表(量程=0.6A,內(nèi)阻)和若干導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E內(nèi)電阻的要求,設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式,畫(huà)線把它們連接起來(lái)。接通開(kāi)關(guān),逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值時(shí),其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)。首先計(jì)算出每個(gè)電流值I 的倒數(shù);再制作R-坐標(biāo)圖,如圖6所示,圖中已標(biāo)注出了()的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)電阻 解析:根據(jù)閉合電路歐姆定律,測(cè)
17、量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,需要得到電源的路端電壓和通過(guò)電源的電流,在本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電壓表,但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表,測(cè)量電源的路端電壓,通過(guò)電流表的電流也是通過(guò)電源的電流,所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實(shí)物圖的連接如答圖4所示。由閉合電路歐姆定律有:E =I(R+r+rg),解得:,根據(jù)R-1/I圖線可知:電源的電動(dòng)勢(shì)等于圖線的斜率,內(nèi)阻為縱軸負(fù)方向的截距減去電流表的內(nèi)阻。答案: 見(jiàn)答圖4 見(jiàn)答圖6 見(jiàn)答圖6 1.5(1.461.54);0.3(0.250.35)【例13】某同學(xué)為了較精確的測(cè)量一阻值約為20的電阻Rx的阻值.在以下備選器材中電流表應(yīng)選_,電壓表應(yīng)選
18、_,變阻器應(yīng)選_.(只填寫(xiě)器材對(duì)應(yīng)的字母代號(hào))電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V、內(nèi)阻可忽略不計(jì))電流表A1(量程50 mA,內(nèi)阻約12);電流表 A2(量程3 A, 內(nèi)阻約0.12 );電壓表V1(量程3 V,內(nèi)阻約3 k),電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約15 k);滑動(dòng)變阻器R1(010 ,允許最大電流2.0 A);滑動(dòng)變阻器R2(01000 ,允許最大電流0.5 A);定值電阻R(30,允許最大電流1.0A);開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(要求直接測(cè)量量的變化范圍盡可能大一些,所選器材用對(duì)應(yīng)符號(hào)標(biāo)出)。若某次測(cè)量中,電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則計(jì)算待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式為Rx_。【解析
19、】測(cè)量電阻的阻值一般利用伏安法,電壓表顯然應(yīng)選量程為3 V 的V1;根據(jù)歐姆定律容易求得電路中的最大電流,顯然超過(guò)了電流表A1 50 mA的量程,但電流表 A2的量程又太大,故我們可以將定值電阻R(30)與待測(cè)電阻Rx相串聯(lián),此時(shí)電路中的最大電流,利用電流表A1 測(cè)量電流即可。由于要求直接測(cè)量量的變化范圍盡可能大一些,故只能采用分壓電路,且滑動(dòng)變阻器使用電阻較小的R1。最后我們確定電流表的解法:由于此時(shí)電路的臨界電阻,則應(yīng)該利用電流表的外接法。由此得到實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示,當(dāng)電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則計(jì)算待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式.【例14】從下表中選取出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表
20、A1的內(nèi)阻r1,畫(huà)在下面的方框中,要求方法簡(jiǎn)捷,有盡可能高的精確度,并能測(cè)出多組數(shù)據(jù)。器材(代號(hào))規(guī)格電流表(A1)量程10mA,內(nèi)阻r1待測(cè)(約40)電流表(A2)量程500A,內(nèi)阻r2=750電壓表(V)量程10V,內(nèi)阻r3=10k電阻(R1)阻值約100,作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器(R2) 總阻值約50電池(E)電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻很小電鍵(S)導(dǎo)線若干【解析】要測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻,按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法,將電壓表并聯(lián)在待測(cè)電流表兩端,但根據(jù)本題所提供的儀器,我們可以首先肯定,在本實(shí)驗(yàn)中不可能用到電壓表,因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢(shì)只有1.5V,而電壓表的量程為10V,最多不到滿偏的1/6,用它來(lái)讀數(shù)誤
21、差太大,因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)苡玫降碾姳碇豢赡苡脙蓧K電流表。兩塊電流表有可能串聯(lián),也有可能并聯(lián),但題目中電流表A2的內(nèi)阻r2已知,因此將兩電流表并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)規(guī)律I1r1=I2r2可求出電流表A1的內(nèi)阻r1=。加在電流表兩端的電壓最大值Um=Imr2=0.375V,而滑動(dòng)變阻的最大阻值只有50,如果將滑動(dòng)變阻器接成限流,會(huì)超過(guò)電流表的量程,將它們燒壞。如果僅僅將滑動(dòng)變阻器接成分壓,滑動(dòng)變阻器可調(diào)節(jié)的范圍很小,只有全長(zhǎng)的1/4,這樣測(cè)量的次數(shù)比較少。故應(yīng)將定值電阻R1接在干路上用作限流,電路圖如圖所示。【例15】現(xiàn)有器材:量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個(gè),定值電阻R1=150,定值電阻R2
22、=100,單刀單擲開(kāi)關(guān)K,導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V)的電動(dòng)勢(shì)。(1)按要求在實(shí)物圖上連線。(2)用已知量和直接測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E= ,式中各直接測(cè)得量的意義是: .【解析】根據(jù)提供的器材,可任取一個(gè)定值電阻與電流表、干電池、開(kāi)關(guān)接成一個(gè)串聯(lián)電路,用歐姆定律建立方程組進(jìn)行測(cè)量。但在本題中,電流表量程為10.0mA,干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,如果把定值電阻R1與電流表、干電池、開(kāi)關(guān)接成一個(gè)串聯(lián)電路,則回路中總電阻約為180,回路中電流約為1.5V /180=8.3mA,而如果把定值電阻R2與電流表、干電池、開(kāi)關(guān)接成一個(gè)串聯(lián)電路,則回路中總電阻約為1
23、30,回路中電流約為1.5V /130=11.5mA,顯然,該電流已超過(guò)電流表的量程。考慮到實(shí)驗(yàn)的可行性,此時(shí)用定值電阻R2與R1串聯(lián)即可,故有如下解答:(1)連圖:左圖只用R1接入電路;右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。(連線如圖) (2)設(shè)I1是外電阻為R1時(shí)的電流,I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時(shí)的電流,則有,解之,可解得干電池電動(dòng)勢(shì)為:. RAR滑G【例17】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室中有如下器材:A待測(cè)干電池 B電流表G(03mA,內(nèi)電阻r1=20)C電流表A(00.6A,內(nèi)電阻r2=0.20)D滑動(dòng)變阻器甲(最大阻值10)E滑動(dòng)變阻器乙(最大阻值100) F定值電
24、阻R1=100G定值電阻R2=500 H定值電阻R3=1.5k開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。由于沒(méi)有電壓表,為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路完成了實(shí)驗(yàn)要求的測(cè)量。為了方便并能較準(zhǔn)確測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ,定值電阻應(yīng)選用 。(填寫(xiě)定值電阻前的序號(hào)) 若某次測(cè)量中電流表G的示數(shù)為I1,電流表A的示數(shù)為I2;改變滑動(dòng)變阻器的位置后,電流表G的示數(shù)為I1,電流表A的示數(shù)為I2。則可知此電源的內(nèi)電阻測(cè)量值為r= ,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值為E= ?!窘馕觥?干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量,一般需要電流表和電壓表。由于題中沒(méi)有電壓表,故需要將電流表G改裝為電壓表,且改裝后電壓表的量程應(yīng)該達(dá)到1.5V,則總電阻為,故定值電阻應(yīng)選用的序號(hào)為G的電阻
25、,而滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的D;在兩次測(cè)量過(guò)程中,通過(guò)電源的電流是兩只電表的電流之和,則根據(jù)全電路歐姆定律有 ,解之,得, .【例18】小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓):(1)在左下框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖. 可用的器材有:電壓表、電流表、滑線變阻器(變化范圍0-10)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.(2)在右圖中畫(huà)出小燈泡的U-I曲線.(3)某電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V,內(nèi)阻是2.0.將本題中的燈泡接在該電池兩端,小燈泡的實(shí)際功率是多少? 【解析】(1)為了作出小燈泡的U-I曲線,必須采用分壓的方法;而因?yàn)樾襞莸碾?/p>
26、阻比較小,故采用電流表的外接法,實(shí)驗(yàn)電路圖見(jiàn)下圖.(2)小燈泡的U-I曲線首先用描點(diǎn)法作出各個(gè)點(diǎn),利用圓滑的曲線連接即可得到下圖。(3)作出圖線,可得小燈泡工作電流為0.35安,工作電壓為0.80伏,因此小燈泡實(shí)際功率為0.28瓦. 【例19】在"測(cè)定金屬的電阻率"的實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示,用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0. 810 m金屬絲的電阻大約為4,先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為 mm.(2)在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí),除被測(cè)電阻絲外,還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材:A直流電
27、源:電動(dòng)勢(shì)約4.5 V,內(nèi)阻很小;B.電流表A1:量程00.6 A,內(nèi)阻0.125; C電流表A2:量程03. 0 A,內(nèi)阻0. 025;D電壓表V:量程03 V,內(nèi)阻3 k;E.滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值10;F.滑動(dòng)變阻器R2:最大阻值50;G開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等在可供選擇的器材中,應(yīng)該選用的電流表是 ,應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 。(3)根據(jù)所選的器材,在如圖所示的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(4)若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為Rx=4. 1,則這種金屬材料的電阻率為 ·m.(保留二位有效數(shù)字)【解析】(1)金屬絲的直徑為0.522mm. ( 2)電路中的最大電流,顯然超過(guò)了電流表A1 0.6 A的
28、量程,但電流表 A2的量程又太大,故電流表應(yīng)該選用A1,由于滑動(dòng)變阻器R1最大阻值為10,比被測(cè)電阻絲的電阻大,且容易調(diào)整,所以采用限流電路即可。由于此時(shí)電路的臨界電阻,故電流表采用外解法.(3)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 (4)利用電阻定律,則1.1×10-6·m.【例20】在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,備有下列器材:A待測(cè)的干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)電阻小于1.0)B電流表G(滿偏電流3mA,內(nèi)阻Rg=10)C電流表A(00.6A,內(nèi)阻0.1)D滑動(dòng)變阻器R1(020,10 A) E.滑動(dòng)變阻器R2(0200,l A)F定值電阻R0 (990) G開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干(
29、1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒(méi)有電壓表,但給出了兩個(gè)電流表,于是他設(shè)計(jì)了如圖所示中甲的(a)、(b)兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路,其中合理的是 圖所示的電路;在該電路中,為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 (填寫(xiě)器材前的字母代號(hào))(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)(1)中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I1I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為電流表A的示數(shù)),則由圖線可以得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)阻r= ?!窘馕觥勘绢}中測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻需要用電壓表和電流表,由于題中只給了兩個(gè)電流表,故可以通過(guò)改裝來(lái)實(shí)現(xiàn).因?yàn)槎ㄖ惦娮鑂0=990,則電流表G與之串聯(lián)較好,所以合理的是b圖所示的電路,滑動(dòng)變阻應(yīng)選D;根據(jù)全電路歐姆定律容易得到
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