题目内容

某同学用电压表和电流表测量Rx的电阻，已知电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω．

（1）某同学用如图甲所示电路测量电阻Rx，Rx的测量值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）；若被测电阻Rx的阻值约为10Ω，应采用图______（选填“甲”或“乙”）所示由路误差会比较小．
（2）无论是用图甲还是图乙所示电路测量，都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差．某学习小组设计了以下方案，以避免电表内阻引起的系统误差．该方案利用图丙所示的电路进行测量，主要实验步骤如下：
第一步：将单刀双掷开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器Rp1和Rp2，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U1、I1
①请你写出第二步操作步骤，并说明需要记录的数据；______
②用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是Rx=______．
③简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差．______．
（1）电流表采用外接法时，电压表测量的电压为电阻两端的电压，考虑到电压表的内阻，电流表测量的电流为电压表和电阻的电流之和，即测得的电流偏大，根据欧姆定律，知测得的电阻偏小．
若被测电阻Rx的阻值约为10Ω，该电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，根据“小外偏下”，知用电流表外接法测量误差较小．所以采用甲图所示电路．
（2）①将开关S2接1，闭合开关S1，保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变，记录此时电压表和电流表的示数U2、I2；
②③、根据欧姆定律知：
U1
I1
=Rx+RA+Rp2；，
U2
I2
=RA+Rp2，两式相减，则，Rx=
U1
I1
-
U2
I2
，从中可以发现电流表内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响．
故答案为：（1）偏小，甲
（2）①将开关S2接1，闭合开关S1，保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变，记录此时电压表和电流表的示数U2、I2；
②Rx=
U1
I1
-
U2
I2
；
③当单刀双掷开关S2接2，闭合开关S1时有，
U1
I1
=Rx+RA+Rp2；当单刀双掷开关S2接1，闭合开关S1时有，
U2
I2
=RA+Rp2，所以有，Rx=
U1
I1
-
U2
I2
，该实验中电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响．
练习册系列答案
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条形磁铁插在闭合线圈中，如图所示，磁铁向外拔出过程中，甲同学判定线圈上感应电流方向由右向左，理由是条形磁铁外部磁感线从北极发出进入南极，所以穿过线圈的原磁场方向向下……；乙同学判定线圈上感应电流方由左向右，理由是条形磁铁内部磁感线由S极指向N极，所以穿过线圈的原磁场方向向上……．你认为_______同学判定的结果正确。正确的理由是___________．
一电流表头的满偏电流，内阻，欲将其改装成如图所示的两个量程的电压表，则　　Ω，　　Ω。
有一电阻值约为20Ω、额定功率约为7.2W的灯泡，现准备用伏安法测量多组数据，借助I～U图象较准确地测其阻值，实验室提供的器材有：
A．电流表（量程O～3A，内阻约O.1Ω）
B．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）
C．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（量程O～15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（阻值O～10Ω，额定电流2A）
F．直流电源（电动势12V，内阻不计）
G．开关及导线若干
①若此电阻为金属丝绕制而成，用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为______mm．
②要使测量误差尽量小，电流表应选择______，电压表应选择______．（填序号字母）
③按实验要求画出实验电路图．
④试将题图所示器材连成实验电路．
要测定一个白感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材：
①待测线圈L，阻值约为2Ω，额定电流为2A（符号）
②电流表A1，量程为0.6A，内阻为0.2Ω（符号）
③电流表A2量程为3A，内阻约为0.2Ω（符号）
④变阻器R1，阻值为0-10Ω，变阻器R2阻值为0-lkΩ（符号）
⑤电池E，电动势为9V，内阻很小（符号）
⑥定值电阻R3=10Ω，Ry=100Ω（符号）
⑦开关S1，S2（符号）
要求实验时，改变变阻器的阻值，可使在尽可能大的范围内测得多组A1表，A2表的读数
I1、I2，然后利用I1-I2的图象，求出电感线圈的电阻．
（1）实验中定值电阻应选用______，变阻器应选用______
（2）请在方框内画出电路图．
（3）实验结束时应先断开开关______
（4）实验测得数据如图I1-I2所示，则电感线圈的直流电阻值为______．（保留两位有效数字）
实验室中有一只允许最大电流为20mA、阻值约为150Ω的电阻Rx，某同学为了准确测量该电阻的阻值，进行了如下的实验．
（1）由于没有合适量程的电流表，该同学将一灵敏电流表G（量程200μA，内阻为360Ω）改装成量程为2mA的电流表A，应将电流表G______联一只阻值为______Ω的定值电阻．
（2）除以上改装好的电流表A，实验室还提供了下列器材：电源E（电动势4V），电压表V（量程3.0V，内阻约为3kΩ）、滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）、电键S、导线若干．请在右面的方框中画出你设计的电路图．
（3）该同学连接好电路后，调节滑动电阻器R，得到下表中5组数据．根据实验数据作出该电阻的UI图线，并计算出电阻的阻值为______Ω．（保留三位有效数字）
实验次数12345
电压表V示数U/V0.480.991.632.102.57
电流表A示数I/mA0.260.520.861.121.32
（1）如图1的游标卡尺上有20个分度，精确度为0.05mm，图中表示测量某一工件的长度为______mm；测量某一金属丝的直径D为______mm．

（2）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．实验室备有如下器材：
A．电压表V（量程3V，电阻RV约为4.0kΩ）
B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）
C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）
D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R2（0～999.9Ω）F．开关S一只、导线若干
①为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图2所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选______（选填“A1”或“A2”）．
②请将实物连线补充完整．
在“测定金属的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验：
①除电源（电动势为4V，内阻很小）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），待测电阻丝（约3Ω）、导线、开关外，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（选填下列器材的字母符号）．
A．电流表A1（量程600mA，内阻约1Ω）电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）
B．滑动变阻器R1（总阻值10Ω）滑动变阻器R2（总阻值100Ω）
②若用如图所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的______点相连（选填“a”或“b”）．若某次测量中，金属丝的长度为l，直径为D，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ=______．
（Ⅰ）环境的污染日趋加重，汽车行业目前开始推行混动版（燃油与电动力搭配）家用汽车，电动力输出以锂离子电池组为核心，它由多个电池单元组成．下面是正在研制的一种新型电池单元，某同学在测定电源电动势和内电阻的实验中，测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线．
由图可求出该电源电动势E=______V；内阻r=______Ω．
（Ⅱ）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
（1）先用多用电表对电阻大小进行粗测，选用欧姆档的“×10”档位，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为______Ω．

（2）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）
A2（量程0～30mA，内阻约20Ω）
电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）
V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω，允许通过的最大电流2.0A） 开关S导线若干
据题意，该同学应选择电流表、电压表的代码分别是______；
（3）如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图所示的四个电路中的______；

（4）若待测电阻的测量长度用l表示，直径用D表示，加在电阻两端的电压用U表示，通过电阻的电流用I表示，则此圆柱体材料的电阻率表达式为ρ=______．

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