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物理20分鐘專(zhuān)題突破（19）

電學(xué)實(shí)驗(yàn)

1．一直流電壓表V，連成為1V，內(nèi)阻為1000Ω�，F(xiàn)將一阻值在5000～7000Ω之間的固定電阻R₁與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的連成。為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源（電動(dòng)勢(shì)E為6～7V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)），一阻值R₂=2000Ω的固定電阻，兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S₁、S₂及若干導(dǎo)線(xiàn)。

（1）為達(dá)到上述目的，將答題卡上對(duì)應(yīng)的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖.

（2）連線(xiàn)完成以后，當(dāng)S₁與S₂均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70 V，由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為 V，電源電動(dòng)勢(shì)為 V.

2．右圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線(xiàn)圖．該實(shí)驗(yàn)可用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻R_x的阻值(約500Ω)．圖中兩具電壓表量程相同，內(nèi)阻都很大．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①調(diào)節(jié)電阻箱，使它的阻值R₀與待測(cè)電阻的阻值接近；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)到最右端．

②合上開(kāi)關(guān)S．

③將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左端滑動(dòng)，使兩個(gè)電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn)．

④記下兩個(gè)電壓表V1和V2的讀數(shù)U₁和U₂

⑤多次改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置，記下V1和V2的多組讀數(shù)U₁和U₂

⑥求R_x的平均值．

回答下面問(wèn)題:

（Ⅰ）根據(jù)實(shí)物連線(xiàn)圖在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其中電阻箱的符號(hào)為，滑動(dòng)變阻器的符號(hào)為，其余器材用通用的符號(hào)表示。

（Ⅱ）不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響，用U₁、U₂和R₀表示R_x的公式為R_x=___________

（Ⅲ）考慮電壓表內(nèi)阻的影響，用U₁、U₂、R₀、V1的內(nèi)阻r₁、V2的內(nèi)阻r₂表示R_x的公式為R_x=__________________

3．用示波器觀察某交流信號(hào)時(shí)，在顯示屏上顯示出一個(gè)完整的波形，如圖。經(jīng)下列四組操作之一，使該信號(hào)顯示出兩個(gè)完整的波形，且波形幅度增大。此組操作是。（填選項(xiàng)前的字母）

A．調(diào)整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕

B．調(diào)整X增益旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕

C．調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕和Y增益旋鈕

D．調(diào)整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕

4．用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線(xiàn)的電路，請(qǐng)將實(shí)物圖連線(xiàn)成為實(shí)驗(yàn)電路。

微安表μA(量程200μA，內(nèi)阻約200)；

電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約10K)；

電阻R(阻值約20k)；

滑動(dòng)變阻器R(最大阻值50，額定電流1 A)．

電池組E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；

開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干。

5．圖為用伏安法測(cè)量電阻的原理圖。圖中，橢圓: V 為電壓表，內(nèi)阻為4000Ω；橢圓: mA 為電流表，內(nèi)阻為50Ω。E為電源，R為電阻箱，R_x為待測(cè)電阻，S為開(kāi)關(guān)。

（l）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后電壓表讀數(shù)U＝l.6V，電流表讀數(shù)I＝2.0mA。若將作為測(cè)量值，所得結(jié)果的百分誤差是____________。

（2）若將電流表改為內(nèi)接。開(kāi)關(guān)閉合后，重新測(cè)得屯壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測(cè)量值，這時(shí)結(jié)果的百分誤差是______________。

6．（1)某該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù)：

電阻�。�

(Ω)

121.O

50.O

23.9

IO.O

3.1

導(dǎo)線(xiàn)直徑　d

(ｍｍ)

O.80l

0.999

1.20l

1.494

1.998

導(dǎo)線(xiàn)截面積　S

(ｍｍ^２)

O.504

0.784

1.133

1.753

3.135

請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線(xiàn)的電阻R與截面積S是否滿(mǎn)足反比關(guān)系?若滿(mǎn)足反比關(guān)系，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不滿(mǎn)足，請(qǐng)寫(xiě)出R與S應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系．

（2）直接用兩組R、S值相乘（50×0.784=39.2，10.0×1.753=17.53），可得RS明顯不相等，可迅速判斷結(jié)果“不滿(mǎn)足”；并同時(shí)可簡(jiǎn)單計(jì)算50.0×0.999⁴≈50×1，10×1.494⁴≈10×1.5⁴=50，兩者接近相等，即R與d的四次方成反比，可迅速得出R與S²成反比。計(jì)算時(shí)選擇合適的數(shù)據(jù)可使自己計(jì)算簡(jiǎn)單方便，如本題中的（50.0，0.999，0.784）和（10.0，1.494，1.753）。

(3)若導(dǎo)線(xiàn)的電阻率ρ=5.1×10^-7Ω?m，則表中阻值為3.1Ω的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l= ｍ(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

7．某同學(xué)利用圖（a）所示的電路研究燈泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W）的發(fā)光情況（假設(shè)燈泡電阻恒定），圖（b）為實(shí)物圖。

（1）他分別將L₁、L₂接入圖（a）中的虛線(xiàn)框位置，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡均能正常發(fā)光。在圖（b）中用筆線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將電路連線(xiàn)補(bǔ)充完整。

（2）接著他將L₁和L₂串聯(lián)后接入圖（a）中的虛線(xiàn)框位置，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)燈泡亮而另一個(gè)燈泡不亮，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

現(xiàn)有如下器材：電源E（6V，內(nèi)阻不計(jì)），燈泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₂（6V，10W），單刀雙擲開(kāi)關(guān)S。在圖（c）中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向燈的控制電路：當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與1相接時(shí)，信號(hào)燈L₁亮，右轉(zhuǎn)向燈L₂亮而左轉(zhuǎn)向燈L₃不亮；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與2相接時(shí)，信號(hào)燈L₁亮，左轉(zhuǎn)向燈L₃亮而右轉(zhuǎn)向燈L₂不亮。

1．答案：7，6.3

解析：（1）將待測(cè)電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)后與電源連接即可。設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，則由閉合電路歐姆定律，當(dāng)兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，R₂被短路，有：當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，解兩式得：R₁=6000Ω ，E=6.3V；根據(jù)串聯(lián)分壓原理，可得電壓表量程為7V。