18.某興趣小組要精確測定額定電壓為3V的節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻.已知該燈正常工作時(shí)電阻約500Ω.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:
A.電流表A(量程:0~3mA,內(nèi)阻RA=15Ω)
B.定值電阻R1=1985Ω
C.滑動(dòng)變阻器R(0~10Ω)
D.電壓表V(量程:0~12V,內(nèi)阻RV=1kΩ)
E.蓄電池E(電動(dòng)勢為12V,內(nèi)阻r很。
F.電鍵S一只
G.導(dǎo)線若干
(1)要精確測定節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻應(yīng)采用下面電路圖中的C.

(2)選擇正確電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若電壓表的示數(shù)用U表示,電流表的示數(shù)用I表示,寫出測量節(jié)能燈電阻的表達(dá)式Rx=$\frac{{I({R_1}+{R_A})}}{{\frac{U}{R_V}-I}}$ (用題目中給出的相應(yīng)字母表示).當(dāng)電流表中的電流強(qiáng)度I=1.5mA時(shí),記下電壓表的讀數(shù)U并代入表達(dá)式,其計(jì)算結(jié)果即為節(jié)能燈正常工作時(shí)的電阻.

分析 解:滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED的電阻,所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法.LED燈的額定電壓為3V,題目所給的電壓表量程太大,測量不準(zhǔn)確,需通過電流表和定值電阻改裝一個(gè)電壓表,因?yàn)橥ㄟ^LED的電流較小,可以用題目中的電壓表當(dāng)電流表使用.根據(jù)閉合電路歐姆定律求出LED正常工作時(shí)的電阻,根據(jù)歐姆定律得出LED電壓為3V時(shí),得到LED的電阻.

解答 解:(1)要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時(shí)的電阻,需測量LED燈兩端的電壓和通過LED燈的電流,
由于電壓表的量程較大,測量誤差較大,不能用已知的電壓表測量LED兩端的電壓,可以將電流表A與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測量電壓;
LED燈正常工作時(shí)的電流約為I=$\frac{3}{500}$=6mA左右,電流表的量程較小,電流表不能精確測量電流,可以用電壓表測量電流;
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED的電阻,所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法.
所以電路圖選取C.
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律知,燈泡兩端的電壓U=I(R1+RA),通過燈泡的電流為:I=$\frac{U}{{R}_{V}}$-I,
所以LED燈正常工作時(shí)的電阻為:RX=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I({R_1}+{R_A})}}{{\frac{U}{R_V}-I}}$.
改裝后的電壓表內(nèi)阻為:RV=1985+15Ω=2000Ω,則當(dāng)I=1.5mA時(shí),LED燈兩端的電壓為3V,達(dá)到額定電壓,測出來的電阻為正常工作時(shí)的電阻.
故答案為:(1)C;(2)$\frac{{I({R_1}+{R_A})}}{{\frac{U}{R_V}-I}}$,1.5

點(diǎn)評 以電阻的測量為實(shí)驗(yàn)命題背景考查學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器處理問題和簡單設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,
本題的難點(diǎn)在于電流表的量程偏小,無法測電流,電壓表的量程偏大,測量電壓偏大,最后需通過改裝,用電流表測電壓,電壓表測電流.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示,平板小車B靜止在光滑水平面上,現(xiàn)用F=12N的水平恒力向左拉動(dòng)小車,當(dāng)小車B速度為v0時(shí),將小物體A無初速地輕放在小車B的左端(不計(jì)此時(shí)的能量損失),A滑到B的右端而恰不掉下.已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,小車長L=1m,mA=1kg,mB=4kg,求v0的大。ㄈ=l0m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.有人設(shè)想:可以在飛船從運(yùn)行軌道進(jìn)入返回地球程序時(shí),借飛船需要減速的機(jī)會(huì),發(fā)射一個(gè)小型太空探測器,從而達(dá)到節(jié)能的目的.如圖所示,飛船在圓軌道Ⅰ上繞地球飛行,其軌道半徑為地球半徑的k倍(k>1).當(dāng)飛船通過軌道Ⅰ的A點(diǎn)時(shí),飛船上的發(fā)射裝置短暫工作,將探測器沿飛船原運(yùn)動(dòng)方向射出,并使探測器恰能完全脫離地球的引力范圍,即到達(dá)距地球無限遠(yuǎn)時(shí)的速度恰好為零,而飛船在發(fā)射探測器后沿橢圓軌道Ⅱ向前運(yùn)動(dòng),其近地點(diǎn)B到地心的距離近似為地球半徑R.以上過程中飛船和探測器的質(zhì)量均可視為不變.已知地球表面的重力加速度為g.
(1)求飛船在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)的速度大;
(2)若規(guī)定兩質(zhì)點(diǎn)相距無限遠(yuǎn)時(shí)引力勢能為零,則質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)的引力勢能Ep=-$\frac{GMm}{r}$,式中G為引力常量.在飛船沿軌道Ⅰ和軌道Ⅱ的運(yùn)動(dòng)過程,其動(dòng)能和引力勢能之和保持不變;探測器被射出后的運(yùn)動(dòng)過程中,其動(dòng)能和引力勢能之和也保持不變.
①求探測器剛離開飛船時(shí)的速度大小;
②已知飛船沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)過程中,通過A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度大小與這兩點(diǎn)到地心的距離成反比.根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明為實(shí)現(xiàn)上述飛船和探測器的運(yùn)動(dòng)過程,飛船與探測器的質(zhì)量之比應(yīng)滿足什么條件.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖所示,兩條金屬導(dǎo)軌相距L=1m,水平部分處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場B1中,其中MN段平行于PQ段,位于同一水平面內(nèi),NN0段與QQ0段平行,位于與水平面成傾角37°的斜面內(nèi),且MNN0與PQQ0均在豎直平面內(nèi).在水平導(dǎo)軌區(qū)域和傾斜導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)分別有垂直于水平面和斜面的勻強(qiáng)磁場B1和B2,且B1=B2=0.5T;ab和cd是質(zhì)量均為m=0.2kg、電阻分別為Rab=0.5Ω和Rcd=1.5Ω的兩根金屬棒,ab置于水平導(dǎo)軌上,與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,cd置于光滑的傾斜導(dǎo)軌上,均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.從t=0時(shí)刻起,ab棒在水平外力F1作用下由靜止開始以a=2m/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),cd棒在平行于斜面方向的力F2的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.水平導(dǎo)軌足夠長,ab棒始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:

(1)t=5s時(shí),cd棒消耗的電功率;
(2)從t=0時(shí)刻起,2.0s內(nèi)通過ab棒的電荷量q;
(3)規(guī)定圖示F1、F2方向作為力的正方向,分別求出F1、F2隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系;
(4)若改變F1和F2的作用規(guī)律,使ab棒的運(yùn)動(dòng)速度v與位移x滿足v=0.4x,cd棒仍然靜止在傾斜軌道上,求ab棒從靜止開始到x=5m的過程中,F(xiàn)1所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角,M、P兩端接一電阻R,整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.t=0時(shí)對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),金屬棒電阻為r,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).已知通過電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.下列關(guān)于棒運(yùn)動(dòng)速度v、外力F、流過R的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率$\frac{△Φ}{△t}$隨時(shí)間變化的圖象正確的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.下列說法正確的是(  )
A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的輕核聚變
B.輕核聚變與重核裂變均釋放能量
C.原子核的比結(jié)合能越大表示該原子核越不穩(wěn)定
D.實(shí)驗(yàn)表明,只要照射光的強(qiáng)度足夠大,就一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
E.放射性元素衰變的快慢只由核內(nèi)部自身的因素決定

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.某電壓表的內(nèi)阻在20-30kΩ之間,為了測量其內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供了下列可用的器材:
①待測電壓表V(量程3V).
②電流表A1(量程150 μA)
④電流表A2(量程5mA)
④電流表A3(量程0.6A)
⑤滑動(dòng)變阻器R(最大阻值20Ω)
⑥電源E(電動(dòng)勢4V),
⑦開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)在所提供的電流表中應(yīng)選用A1(填“A1”、“A2”或“A3”)
(2)為了盡量減小偶然誤差,要求多測幾組數(shù)據(jù)試在圖中連線,畫出實(shí)驗(yàn)實(shí)物連接圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.一學(xué)生利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.該弧形軌道的末端水平,離地面的高度為H.現(xiàn)將一鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放,鋼球的落點(diǎn)距離軌道末端的水平距離為x.
(1)若軌道完全光滑,則x2與h的理論關(guān)系應(yīng)當(dāng)滿足x2=4Hh.(用H、h表示)
(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到幾組數(shù)據(jù)如表所示,請?jiān)趫D乙所示的坐標(biāo)紙上作出x2-h關(guān)系圖.
h/×10-1m2.003.004.005.006.00
x2/×10-1m2.623.895.206.537.78
對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的x2一h關(guān)系圖線(圖乙中已畫出),可知自同一高度由靜止釋放的鋼球,其水平拋出的速率小于(填“小于”或“大于”)理論值.
(3)實(shí)際上軌道是不光滑的,鋼球下滑過程需要克服摩擦力做功,已知測得鋼球的質(zhì)量為m,則鋼球在下滑過程中克服摩擦力做功大小為mgh-$\frac{mg{x}^{2}}{4H}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為44:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動(dòng)變阻器的觸頭.下列說法正確的是( 。
A.副線圈輸出電壓的頻率為50Hz
B.副線圈輸出電壓的有效值為5V
C.P向左移動(dòng)時(shí),副線圈中的電阻R消耗的功率增大
D.P向左移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率減小

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