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Rx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Rx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Rx的公式為Rx=___________
(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Rx的公式為Rx=__________________
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
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, 為電壓表,內(nèi)阻為4000Ω;為電流表,內(nèi)阻為50Ω。E為電源,R為電阻箱,Rx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
0.999
1.494
1.998
導(dǎo)線(xiàn)截面積 S
(mm2)
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)
(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。
2.答案: I 電路如圖:.
II
III.
解析:不計(jì)電壓表內(nèi)阻,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,有:
可考電壓表內(nèi)阻影響,則R0與Rv1的并聯(lián)電阻與Rx與Rv2的并聯(lián)電阻串聯(lián)分壓,即:解得:。 3.答案:C
解析:調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕,使該信號(hào)顯示出兩個(gè)完整的波形,調(diào)整Y增益旋鈕,使波形幅度增大。
4.答案:實(shí)物連接如圖
解析:從題目中給的電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻以及待測(cè)電阻R0的阻值可以判斷測(cè)量電路要用伏安法的內(nèi)接法,變阻器的電阻比較小,所以電源電路采用分壓法。
5.答案:(百分誤差 )
解析:(1)測(cè)量值為,因電流表外接,所以,故真實(shí)值為,對(duì)應(yīng)的百分誤差.
(2)電流表內(nèi)接時(shí),百分誤差.
6.答案:(1)1.200 (2)不滿(mǎn)足,R與S2成反比(或RS2=常量)(3)19
解析:根據(jù)有:=≈19
7.答案:(1)如圖b
(2)由于RL2比RL1小得多,燈泡L2分得的電壓很小,雖然有電流渡過(guò),但功率很小,不能發(fā)光。
(3)如圖c
解析:由于燈泡L2和L1額定電壓相同,燈泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,燈泡L2分得的電壓很小,雖然有電流渡過(guò),但功率很小,不能發(fā)光。
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