题目内容
【题目】小姜同学在做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电压不变的电源,待测电阻Rx,电流表、电压表(0~15V档损坏),滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样),电键及导线若干。实验中,小姜同学先依据实验原理设计了实验所用电路图,如图(a)所示。当小姜同学将滑片移至最右端后闭合电键后,电压表示数为2.0伏,电流表示数为0.20安;接着他将滑片P向左移至中点时,电压表示数为3.0伏,电流表示数如图(b)所示。
(1)请在图(a)所示电路的〇里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路。
(________)
(2)要使待测电阻两端电压大于3伏,继续完成实验,小姜同学接着进行的操作是:_______。
(3)当他操作完成后,发现电流表示数为0.4安时,电压表示数如图(c)所示。请将上述测得的三组数据填写在下表中,并计算出电阻。(计算电阻时,精确到0.1欧。)
(_________)
物理量 实验序号 | 电压Ux (伏) | 电流Ix (安) | 电阻Rx (欧) | 电阻Rx平均值 (欧) |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
【答案】 详见解析 详见解析
【解析】
(1)[1]电压表与待测电路并联,电流表串联在电路中,与Rx并联的电表为电压表,串联在电路中的电表为电流表,如下图所示:
(2)[2]当小姜同学将滑片移至最右端,即变阻器连入电路中的最大电阻为20Ω,闭合电键后,电压表示数为U1=2.0V,电流表示数为I1=0.20A;
由欧姆定律,变阻器的电压为:
U滑=I1R滑大=0.20A×20Ω=4V,
根据串联电路电压的规律,电源电压:
U=U滑+U1=4V+2V=6V;
因电源电压为6V,电压表0~15V档损坏,即只能使用电压表的0﹣3V档,要使待测电阻两端电压大于3V,根据串联电路电压的规律,此时变阻器的电压小于3V,故断开开关,将电压表并联在变阻器两端;
待测电阻的电压由3V变大,根据串联电路的规律,要减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,即向左移动变阻器的滑片,变阻器两端电压U变(小于3V),根据串联电路电压的规律,待测电阻两端电压:
Ux=U﹣U变=6V﹣U变,
(3)[3]当他操作完成后,发现电流表示数为I3=0.4A,因电压表只能使用0﹣3V,分度值为0.1V,故图(c)中电压表示数为1.9V,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为:
U3=U﹣U滑=6V﹣1.9V=4.1V,
由题意可知,接着他将滑片P向左移至中点时,电压表示数为3V,
电流表示数如图(b)所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为I2=0.3A,分别将待测电阻的电压U1、U2、U3和I1、I2、I3填入下表中:
物理量 实验序号 | 电压Ux (伏) | 电流Ix (安) | 电阻Rx (欧) | 电阻Rx平均值 (欧) |
1 | 2.0 | 0.20 | 10.0 | 10.1 |
2 | 3.0 | 0.30 | 10.0 | |
3 | 4.1 | 0.40 | 10.3 |
由欧姆定律分别求出3次实验的电阻:
R1==10.0Ω;
R2==10.0Ω;
R3==≈10.3Ω;
3次测量的平均值为:
R平均= =10.1Ω。
【题目】某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表).
加热的时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
甲杯水温/℃ | 25 | 27 | 29 | 32 | 34 | 36 | 38 |
乙杯水温/℃ | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(在甲图中):先调整固定 的位置,再调整固定 的位置(选填“A”或“B”).
(2)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 .
(3)通过表中记录本的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 .
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗? ,为什么? .