题目内容

某校物理兴趣小组利用水泥和碳粉自制电阻,先用欧姆表粗测得知约为700Ω左右,为了精确测量其阻值,实验室备有以
下器材:
电源电动势为4V,内阻可以忽略
伏特表V (0~3V-,15V):0-3V量程,内阻约为3kn;0-15V量程,内阻约为15kΩ
安培表A1(量程0-0.6A.内阻约为0.6Ω);安培表A2(量程0-6mA,内阻约为30Ω);
滑动变阻器(最大阻值为20Ω)开关一只,导线若干.
①为了精确测量,伏特表量程应选______,安培表应选______.
②请你按照你自己设计的电路,将图示器材连成可以实验操作使用的实物图
③若将滑动触头置于合适位置,安培表和伏特表示数分别如图甲或乙所示,根据自己对器材的选择,读出一组数据,计算出电阻的测量值为______Ω.由于存在系统误差,该测量值比真实值偏______(填“大”或“小”)
【答案】分析:(1)已知电源电动势则为了安全和准确可选出电压表;根据欧姆定律求出电路中最大电流,则可选出电流表;
(2)根据所选电表,并分析所给出的仪器可以得出电路的结构,从而画出实物图;
(3)由所选电表及电表示数,由欧姆定律可求得待测电阻的阻值;由电路结构分析误差.
解答:解:(1)电路中电流Im==A=5.7mA,故电流表只能选取A2;电压表若选取15V,则电压示数偏角太小,无法得出正确的读数,故应选取0~3V的电压表;
(2)由于RX>>RA,故电流表应选用内接法;而RX远大于滑动变阻器的阻值,采用限流接法无法起到调节作用,只能采用分压接法;故实物图如下图所示;
(3)由以上分析可知,电压表量程为3V,读数为2.7V;电流表选用6mA,故读数为3.6mA;故由欧姆定律可知:
R=Ω=750Ω;因本实验采用的是电流表内接法,故电压表示数偏大,测量结果比真实值大;
故答案为:(1)0~3V;A2
(2)如下图;
(3)750;大.
点评:本题的关键在于正确的选择电路和仪表,仪表的选择、实物图的连接等均为考查的重点,在学习中应注意体会,熟练应用.
练习册系列答案
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(1)伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了他的猜想.某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案,设计了如下实验,探究物体沿斜面下滑的运动.

①实验时,让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中,当滑块碰到挡板时同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的).该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量
时间
时间
的.
②下表是该小组同学测得的有关数据,其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程中量筒收集的水量.分析表中数据,根据
在实验误差范围内,
s
V2
是一常数
在实验误差范围内,
s
V2
是一常数
,可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动.
次数 1 2 3 4 5 6 7
s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3
V/mL 90 84 72 62 52 40 23.5
s
V2
/(m?mL-2)
5.6×10-4 5.5×10-4 5.8×10-4 5.5×10-4 5.6×10-4 5.6×10-4 5.4×10-4
③本实验的误差主要来源有:距离测量的不准确,水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于:
斜面摩擦不均匀,水量测量不准确,滑块开始下滑和开始流水不同步,滑块停止下滑和停止流水不同步等
斜面摩擦不均匀,水量测量不准确,滑块开始下滑和开始流水不同步,滑块停止下滑和停止流水不同步等
(只要求写出一种).
(2)图中电源电动势为E,内阻可忽略不计;电流表具有一定的内阻,电压表的内阻不是无限大,S为单刀双掷开关,R为待测电阻.当S向电压表一侧闭合时,电压表读数为U1,电流表读数为I1;当S向R一侧闭合时,电流表读数为I2
①根据已知条件与测量数据,可以得出待测电阻R=
E
I2
-
E-U1
I1
E
I2
-
E-U1
I1

②根据图甲所给出的电路,在图乙的各器件实物图之间画出连接的导线.

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