(1)保持玻璃管內(nèi)壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,電流表示數(shù)為100 mA,電壓表量程為0~3 V,表盤如圖丙所示,示數(shù)為 V,此時(shí)金屬絲阻值的測(cè)量值R為 Ω(保留3位有效數(shù)字);
(2)打開抽氣泵,降低玻璃管內(nèi)氣壓p,保持電流I不變,讀出電壓表示數(shù)U,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的金屬絲阻值;
(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制R-p關(guān)系圖線,如圖丁所示;
(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的12,保持電流為100 mA,電壓表指針應(yīng)該在圖丙指針位置的 (選填“左”或“右”)側(cè);
(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測(cè)量值 (選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。
答案 (1)1.23 12.3 (4)右 (5)小于
解析 本題考查電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。(1)電壓表分度值為0.1 V,則電壓表讀數(shù)需估讀一位,讀數(shù)為1.23 V,根據(jù)歐姆定律可知,金屬絲的測(cè)量值R=UI=12.3 Ω。
(4)根據(jù)圖丁可知?dú)鈮涸叫‰娮柙酱?則壓強(qiáng)p減小,則電阻R增大,再根據(jù)U=IR,故電壓增大,電壓表的指針位置應(yīng)該在題圖丙中指針位置的右側(cè)。
(5)電流表采用外接法會(huì)導(dǎo)致電壓表分流,即R測(cè)=UI測(cè),I測(cè)=I真+URV,即I測(cè)偏大,故R測(cè)F0。
5.(14分)某實(shí)驗(yàn)小組欲將內(nèi)阻Rg=40 Ω、量程為0~100 μA的電流表改裝成電阻表,供選擇的器材有,定值電阻R0(阻值為14 kΩ);滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 500 Ω);滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為500 Ω);電阻箱(0~9 999.9 Ω);干電池(E=1.5 V,r=2 Ω);紅、黑表筆各一只,開關(guān),導(dǎo)線若干。
(1)為了保證改裝后電阻表能正常使用,滑動(dòng)變阻器選 (選填“R1”或“R2”)。請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物連接組成電阻表。
甲
乙
(2)電阻表改裝好后,將紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)為 Ω;電流表表盤的50 μA刻度對(duì)應(yīng)改裝后的電阻表的刻度為 kΩ。
(3)利用改裝后的電阻表進(jìn)行電阻測(cè)量,小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)被測(cè)電阻的阻值為幾百歐姆時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)角太大,不能進(jìn)行讀數(shù),他們利用電阻箱和開關(guān),對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn),使中值電阻為1 500 Ω,他們改進(jìn)后的電路如圖乙所示,圖乙中電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為 Ω。若用該表測(cè)量一阻值為1 000 Ω的電阻時(shí),則電流表指針對(duì)應(yīng)的電流是 μA。
答案 (1)R1 實(shí)物連接見解析
(2)958 15
(3)1 560 60
解析 (1)為了保證改裝后電阻表能正常使用,歐姆調(diào)零時(shí),有Ig=ER歐,解得歐姆調(diào)零時(shí)電阻表內(nèi)阻為R歐=EIg=1.5100×10-6 Ω=15 000 Ω,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R滑=R電-R0-Rg-r=(15 000-14 000-40-2) Ω=958 Ω,則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1;電阻表黑表筆應(yīng)接電源的正極,實(shí)物連接如圖所示。
(2)由(1)分析可知?dú)W姆調(diào)零時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為958 Ω;設(shè)電流表表盤的50 μA刻度對(duì)應(yīng)改裝后的電阻表的刻度為Rx,
由閉合電路歐姆定律有I=ER電+Rx,
解得Rx=EI-R電=1.550×10-6 Ω-15 000 Ω=15 000 Ω=15 kΩ。
(3)設(shè)電阻表改裝后干路的最大電流為Im,則歐姆調(diào)零時(shí)有Im=ER電',對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn),使中值電阻為1 500 Ω,則有12Im=ER電'+1 500Ω,聯(lián)立解得R電'=1 500 Ω,Im=1 mA=1 000 μA,圖乙中電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R箱=Ig(R0+Rg)Im-Ig=1 560 Ω;若用該表測(cè)量一阻值為1 000 Ω的電阻時(shí),此時(shí)干路電流為I總=ER電'+1 000Ω=0.6 mA=600 μA,則電流表指針對(duì)應(yīng)的電流是I1=R箱R箱+R0+RgI總=1 5601 560+14 000+40×600 μA=60 μA。次數(shù)
1
2
3
4
5
6
砝碼質(zhì)量m/g
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電壓U/mV
0
57
115
168
220
280

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