15.某同學(xué)要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:

①用20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖1所示,可知其長度為50.15mm;
②用螺旋測微器測量其直徑如圖2所示,可知其直徑為6.713mm.
③用多用電表的歐姆擋粗測該圓柱體的電阻Rx的阻值在90Ω左右,現(xiàn)要測量其阻值,實驗室提供如下器材:
A.電流表A1(量程50mA、內(nèi)阻約1Ω)
B.電流表A2(量程200mA、內(nèi)阻約為0.2Ω)
C.電流表A3(量程0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω)
D.定值電阻R0=30Ω
E.滑動變阻器R(最大阻值約為10Ω)
F.電源E(電動勢為4V)
G.開關(guān)S、導(dǎo)線若干
(1)某同學(xué)設(shè)計了一個測量電阻Rx的實驗電路,如圖3所示.為保證測量時M、N兩電表讀數(shù)均不小于其量程的$\frac{1}{3}$,M、N兩處的電流表應(yīng)分別選用:M為A1,N為A2(均選填“A1”、“A2”或“A3”).
(2)若M、N電表的讀數(shù)分別為IM、IN,則Rx的計算式為Rx=$\frac{({I}_{N}-{I}_{M}){R}_{0}}{{I}_{M}}$.
(3)考慮本次測量存在一定的系統(tǒng)誤差,所以測量值比真實值偏大(填“偏大”或“偏小”).

分析 (1)螺旋測微器的讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+半刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù);
游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù);
(2)①根據(jù)歐姆定律估算出通過電阻R0的電流和通過待測電阻的電流,再選擇量程恰當(dāng)?shù)碾姳恚?br />②根據(jù)電路圖連線即可;
③根據(jù)N和M的電流差得到通過R0的電流,然后根據(jù)并聯(lián)電路電流之比等于電壓之比的倒數(shù)列式求解.

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù);
固定刻度讀數(shù):50mm
游標(biāo)尺讀數(shù):0.05mm×3=0.15mm
故游標(biāo)卡尺讀數(shù)為50.15cm;
螺旋測微器的讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+半刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)數(shù);
固定刻度讀數(shù):6.0mm;
半刻度讀數(shù):0.5mm
可動刻度讀數(shù):21.3×0.01mm=0.213mm;
故螺旋測微器的讀數(shù)為6.713mm;
(2)電阻R0的電流:I=$\frac{4}{30}$≈133mA;
通過待測電阻的電流:I′=$\frac{4}{90}$≈44mA
故M表選A1,N表選A2;
通過R0的電流為:IR0=IN-IM
并聯(lián)電路電流之比等于電壓之比的倒數(shù),故有:$\frac{{I}_{M}}{{I}_{N}-{I}_{M}}$=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{x}}$;
解得:Rx=$\frac{({I}_{N}-{I}_{M}){R}_{0}}{{I}_{M}}$
因電流表有電阻,則測量值比真實值偏大,
故答案為:①50.15;②6.713(6.712~6.714);
③i.A1,A2,ii.$\frac{({I}_{N}-{I}_{M}){R}_{0}}{{I}_{M}}$;iii.偏大.

點評 本題關(guān)鍵是明確實驗的原理,然后估算出電路各個部分的電流,選擇恰當(dāng)量程的電表,最后根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點列式求解,注意產(chǎn)生電阻阻值誤差的根源是電流表的電阻.

練習(xí)冊系列答案
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5.如圖所示,矩形線圈ABCD繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連,觸頭P可移動,電表均為理想交流電表.已知:矩形線圈面積為0.01m2,內(nèi)阻為5Ω,匝數(shù)為125匝,轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為$\sqrt{2}$T,副線圈所接電阻R=30Ω.當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時開始計時,下列說法正確的是( 。
A.線圈中感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為e=125$\sqrt{2}$cos(100t)V
B.P上移電流表讀數(shù)不變
C.當(dāng)原副線圈匝數(shù)比為2:1時,電流表示數(shù)為$\sqrt{2}$A
D.當(dāng)原副線圈匝數(shù)比為2:1時,電阻R上消耗的功率為120W

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6.下列說法正確的是( 。
A.原子核${\;}_{92}^{238}$ U衰變?yōu)樵雍?{\;}_{91}^{234}$ Pa,經(jīng)1次α衰變、1次β衰變
B.熱核反應(yīng)就是重核的裂變
C.入射光的波長大于金屬的極限波長才能發(fā)生光電效應(yīng)
D.光電效應(yīng)中發(fā)射出的光電子是同時吸收了多個光子的能量后逃離金屬表面的A

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3.四個相同的電流表分別改裝成兩個安培表和兩個電壓表,安培表A1的量程大于A2的量程,電壓表V1的量程大于V2的量程,把它們按圖接入電路中( 。
A.A1的讀數(shù)比A2的讀數(shù)大
B.A1指針偏轉(zhuǎn)角度比A2指針偏轉(zhuǎn)角度大
C.V1讀數(shù)比V2讀數(shù)大
D.V1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大

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10.“天宮一號”在其設(shè)計壽命結(jié)束后,將在指令控制下墜落地球.已知天宮一號的運行軌道高度在與飛船交會對接時大約距離大氣層340km;無人期間則會適當(dāng)調(diào)高,約370km.則下列判斷中正確的是(  )
A.航天員在天宮一號內(nèi)處于不受地球萬有引力的狀態(tài)
B.天宮一號的運行速度大于7.9km/s,小于11.2km/s
C.天宮一號在對接高度處的運行速度比無人期間的軌道上的運行速度大
D.天宮一號墜落地球的過程中機械能不斷減少,速度也會越來越小

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20.某興趣小組用實驗室的手搖發(fā)電機和理想變壓器給一個燈泡供電,電路如圖,當(dāng)線圈以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動時,電壓表示數(shù)是U1,額定電壓為U2的燈泡正常發(fā)光,燈泡正常發(fā)光時電功率為 P,手搖發(fā)電機的線圈電阻是r,則有( 。
A.電流表的示數(shù)是$\frac{P}{{U}_{2}}$
B.變壓器原副線圈的匝數(shù)比是U2:U1
C.變壓器輸入電壓的瞬時值u=U2sin2πnt
D.手搖發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值是Em=$\sqrt{2}$(U1+$\frac{Pr}{{U}_{1}}$)

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A.某車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程,電容器先充電后放電
B.某車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程,電阻R上的電流先增加后減小
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(1)N點的坐標(biāo).
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