题目内容
小明用如图所示电路测量某电路元件盒中未知电阻Rx的阻值,已知未知电阻Rx的阻值不小于5Ω,电源由两节干电池组成,除了开关、导线外,可供使用的实验器材有:电压表(量程0﹣15V,0﹣3V),电流表(量程0﹣3A,0﹣0.6A),滑动变阻器R(20Ω,1A),阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2.
(1)为完成此实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A.
(2)实验中移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数是0.14A时,电压表的示数是2.1V,当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1.8V,电路元件盒中电源电压是 V,未知电阻Rx的阻值是 Ω.
(3)小明的同学利用上述器材,还设计了测量位置电阻Rx的四种实验电路,其中无法测出未知电阻Rx的是 .
(1)0~3;0~0.6; (2)2.8;5; (3)A.
解析试题分析:(1)因为电源由两节干电池组成,所以电源电压为3V,电压表的量程为0~3V;
当滑动变阻器的电阻为零时,电路中的电阻最小,此时电流最大,。因此电流表的量程为0~0.6A。
(2)滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。根据串联电路的电压特点,当滑动变阻器两端的电压从2.1V降低到1.8V,定值电阻两端的电压变化了。通过定值电阻的电流变化了。所以定值电阻的阻值。当电流为0.14A时,定值电阻两端的电压,电源电压。
(3)A选项,将滑动变阻器接入电路的阻值最大,读出电压表的示数U1,并根据欧姆定律求出电路中的电流I,由于不知道Rx两端的电压,所以不能求出Rx的阻值。
B选项,使滑动变阻器接入电路的阻值为零,此时被测电阻两端电压等于电源电压U,并读出电流表的示数I,根据欧姆定律可以求出未知电阻的阻值。因此该电路可以测量出未知电阻的阻值。
C选项,当开关S拨至1时,读出电流表的示数为I1,。
当开关S拨至2时,读出电流表的示数为I2,。可以求得Rx的大小。
D选项,当S断开时,电压表测电源电压。当S断开,电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律,能求出电路中的电流。由串联电路的电压特点,求出Rx两端的电压,再根据欧姆定律就可以求出Rx的阻值。
正确的选择是A。
考点:测电阻
(8分)如图是小鹭同学探究“保持电压不变时,通过导体的电流与电阻的关系”的电路图.所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、电阻箱(0﹣999.9Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线若干.
(1)小鹭正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表有示数,电流表没有示数,则故障可能是 .
(2)排除故障后,小鹭继续操作.请将以下步骤按正确顺序排列 (填字母).
A、调节滑动变阻器,使电压表示数保持某值不变.
B、调节电阻箱,改变其接入电路的阻值,记入下表.
C、将滑动电阻器的滑片P置于使接入电路的阻值最大位置,闭合开关.
D、读出电流表示数,记入下表.
实验序号 | 电阻R/Ω | 电流I/A |
1 | 6 | 0.40 |
2 | 8 | 0.30 |
3 | 12 | 0.20 |
(4)保持上述电压表示数不变,要测量更多组数据,为保证实验顺利完成,电阻箱接入电路的阻值不得小于 Ω,不得超过 Ω.
法国科学家阿尔贝?费尔和德国科学家彼得?格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。小明设计了如图所示的电路,来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答:
(1)断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知,无磁场时GMR的电阻大小为 欧;再闭合S1和S2,保持R1滑片位置不变,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示,可计算出有磁场时GMR的电阻大小;
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
U/伏 | 1.00 | 1.25 | 2.00 | 2.50 |
I/安 | 2×10-3 | 2.5×10-3 | 4×10-3 | 5×10-3 |
(2)通过比较上述两次实验,得出的结论是 ;
(3)利用上述的电路并保持原有器材不变,你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是 。