题目内容
7.要测量一个电流表A的内电阻Rg(内阻约在1-2kΩ,之间,其量程为250μA),现提供的器材有:电源E(4V,内阻0.6Ω)
电阻箱RA(0-999Ω)、
滑动变阻器(0-20Ω,1A)
滑动变阻器R2(0-250Ω,0.6A),
滑动变阻器R3(0-1000Ω,0.3A)
标准电流表A'(量程250μA),
开关S1、S2、S3及导线若干
今有甲、乙两同学,用不同的测量方法来测出内阻.
(i)甲同学利用图甲的电路图来测量内阻,其实验步骤如下:
①按电路图甲接好各元件,并使滑动触头P先置b端,断开开关S,调电阻箱阻值到零
②闭合开关S,调节滑动触头P于某一位置,使A表达到满刻度Ig
③调节电阻箱电阻值,使A表电流为$\frac{I_g}{2}$,记下电阻箱数值R④待测电流表内阻Rg=R
(ii)乙同学利用图乙的电路图来测得内阻,其实验步骤如下:
①按电路图乙接好各元件,并使滑动触头P先置于b端,断开开关S1、S2、S3,调电阻箱阻值到零
②闭合开关S1、S2,调节滑动触头P于某一位置,使表A'达到满刻度Ig
③闭合开关S3,断开开关S2,调节电阻箱电阻值,使A'表电流仍为Ig,记下电阻箱数值R
④得待测电流表内阻Rg=R
(1)在不考虑操作过程中失误的前提下,仅就电路设计而言,你认为能更准确地测出电流表内阻值的是乙同学设计的方案
(2)请纠正你选择的方案在操作过程中的两处失误:
A.连接电路时应将滑动变阻器的滑片P先置于a端
B.电阻箱的阻值在测量前应先置于2KΩ以上
(3)你认为测量精度较差的另一个设计方案中要使实验误尽可能小,该方案中滑动变阻器选择R1.
分析 (1)图1中,调节电阻箱电阻值,使G表电流为$\frac{1}{2}$Ig时,由于外电路总电阻增大,电流表与电阻箱串联的总电压已增大,电阻箱的电压将大于电流表的电压,测量值将大于电流表内阻真实值.图2,采用等效替代的方法,没有系统误差.
(2)A、开关闭合前,都应将滑动变阻器的滑片P先置于a端,开关闭合后电路中输出电压从最小值开始调节,防止电流过大,烧坏电流表;
B、电阻箱阻值在测量前应先置于2kΩ以上.
(3)为调节方便,变阻器的总电阻应选择较小的.
解答 解:(1)乙同学的方案能更准确地测出电流表内阻值.因为甲同学的方案中,调节电阻箱电阻值,使G表电流为$\frac{1}{2}$Ig时,由于外电路总电阻增大,变阻器输出的电压增大,即电流表与电阻箱串联的总电压已增大,电阻箱的电压将大于电流表的电压,根据串联电路分析特点可知,测量值将大于电流表内阻真实值.乙同学采用等效替代的方法,没有系统误差.
(2)乙同学的失误有两个:
A、a、开关闭合前,都应将滑动变阻器的滑片P先置于a端,使开关闭合后电路中输出电压从最小值往大开始调节,防止电流过大,烧坏电流表;
B b、电阻箱阻值在测量前应先置于2kΩ以上.
(3)由上分析可知,甲同学方案中,所得到的电流表内阻测量值大于电流表内阻真实值.为调节方便,变阻器的总电阻应选择R1.
故答案为:(1)乙;(2)A、连接电路时应将滑动变阻器的滑片P先置于a端;B、电阻箱的阻值在测量前应先置于2KΩ以上;(3)R1.
点评 本题中考查了电学实验的常规,即开关闭合前应将滑动变阻器的滑片调到开关闭合后输出电压最小的位置.从实验原理出发,分析误差,选择可行的实验方案.
练习册系列答案
相关题目
15.如图所示的闭合电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是半导体材料做出的光敏电阻,当开关S闭合后在没有光照射时,电容不带电,当用强光照射R4时,( )
A. | 电容C上板带正电 | B. | 电容C下板带正电 | ||
C. | R4的阻值变大,路端电压增大 | D. | R4的阻值变小,电源总功率变小 |
2.美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验.如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电的正极、负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,油滴由小孔进入,在云室中,油滴互相不影响.有些静止;有些朝着B板运动;有些先向B板,后又返回A板.( )
A. | 油滴带正电 | |
B. | 增大AB板间的电势差,静止的油滴将向A板运动 | |
C. | 静止的油滴是由于不受力的作用 | |
D. | 朝着B板运动的油滴一定做匀变速直线运动 |
12.可以用如图所示的电路测量电源电动势和内电阻.R1、R2、R3是三个阻值均等于2Ω的电阻,当K接通时,伏特表的示数为1V,当K断开时,伏特表的示数为0.8V,则电源电动势和内电阻分别为( )
A. | ε=1.5V r=0.5Ω | B. | ε=2.0V r=1.0Ω | ||
C. | ε=1.5V r=1.0Ω | D. | ε=2.0V r=0.5Ω |
16.某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系.选取了一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.进行了如下实验:
(1)该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧.现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~10mA,内阻约10Ω;
C.电流表A2:量程0~600mA,内阻约0.5Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值5kΩ;
G.开关、导线等
在可供选择的器材中,应选用的电流表是A1(填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是R2(填“R1”或“R2”).
(2)该小组已经完成部分导线的连接,请你在如图1实物接线图中完成余下导线的连接.
(3)握住乳胶管的两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表:
为了研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图2所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是L2.
(1)该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧.现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~10mA,内阻约10Ω;
C.电流表A2:量程0~600mA,内阻约0.5Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值5kΩ;
G.开关、导线等
在可供选择的器材中,应选用的电流表是A1(填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是R2(填“R1”或“R2”).
(2)该小组已经完成部分导线的连接,请你在如图1实物接线图中完成余下导线的连接.
(3)握住乳胶管的两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
长度L(cm) | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 |
电阻R(kΩ) | 1.3 | 2.1 | 3.0 | 4.1 | 5.3 | 6.7 |