题目内容
【题目】电压表也存在很大电阻。图甲所示为常用的“伏安法测电阻”实验电路的一部分,它主要用于电压表的电阻远大于RX的阻值时测算该电阻值。利用此电路,由于流经电压表的电流很小,我们仅根据电压表和电流表数值算出的RX阻值,其实只是RX实际阻值的一种近似。若电压表的内阻为R0,如图甲所示电路可以等效成图乙所示电路。
(1)则根据该等效方法,当电压表读数为U,电流表读数为I时,RX的实际阻值应为多少?
(2)利用所学知识证明当R0>>RX时,测量值最接近RX的真实值。
【答案】(1);(2)见解析
【解析】
(1)通过电压表里的电流
IV=
通过待测电阻里的电流
IX=I-IV=I-
待测电阻的阻值
(2)实际上计算的是RX和R0的总电阻,根据公式
当R0>>RX时
【题目】为了检验飞船舱门的密封性能,科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中(如图甲)。先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气,然后把空腔N抽成真空,若舱门漏气,一段时间后便会有气体从舱体M进入空腔N中,舱体M中的压强将减小, 空腔N中的压强将增大。为了测量舱体M和空腔N中的压强,科研人员设计了如图甲的电路,其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻(其电阻值会随所受压强大小发生变化),已知舱体M的容积为V,空腔N真空部分的容积为4V,飞船舱门的面积是0.6m2,不计舱体M器壁的体积,整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω,电源电压为24V,压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表:
压敏电阻受到的气压(×105Pa) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
压敏电阻对应的电阻值(Ω) | 100 | 80 | 60 | 44 | 30 | 24 | 20 | 16 | 12 | 10 | 8 |
(1)若舱门不漏气,且单刀双掷开关S接b时,电流表和R0两端电压表的示数大小是多少?
(2)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如图乙所示。若空气从舱体M中逸出,经过一段时间后,M、N 中的压强相等。若开关S接在a处,此时整个电路消耗的总功率是多少?
(3)在检验过程中的某时刻,开关接a时R0