题目内容

15.实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V和15V,其内部电路如图1所示.因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=2.9kΩ,R2=14.9kΩ.现有两个电表表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1mA,内阻为70Ω;表头G2的满偏电流0.5mA,内阻为100Ω,又有两个定值电阻r1=40Ω,r2=30Ω.若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,则:

(1)原表头G满偏电流I=1mA,内阻r=100Ω.
(2)用于修复电压表的器材有:G1、r1(填器材符号).
(3)在虚线框中如图2画出修复后的电路.
(4)在利用修复的电压表,某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值,又提供器材及规格为:电流表A量程0~5mA,内阻未知;最大阻值约为100Ω的滑动变阻器;电源E(电动势约3V);开关S、导线若干.由于不知道未知电阻的阻值范围,学习小组为较精确测出未知电阻的阻值,选择合适的电路,请你帮助他们补完整电路连接如图3,正确连线后读得电压表示数为2.0V,电流表示数为4mA,则未知电阻阻值Rx为500Ω.

分析 (1)根据串联电路特点与欧姆定律求出表头的满偏电流与内阻.
(2)应用串联电路特点与欧姆定律选择实验器材.
(3)根据电压表的改装原理作出电路图.
(4)根据伏安法测电阻的实验要求明确对应的接法;并由欧姆定律求解电阻.

解答 解:(1)由图示电路图可知,电压表量程:
Ig(rg+R1)=3V,
Ig(rg+R2)=15V,
代入数据解得:Ig=1mA,rg=100Ω;
(2)修复电压表,表头满偏电流为,Ig=1mA,
电阻应为:rg=100Ω,需要的实验器材为:G1、r2.即将G1、r2串联在电路中使用,即可得到10Ω的内阻;
(3)根据以上分析可知,电路图如图所示:
(4)根据题意可明确实验中应采用分压接法,因不明确电表内阻之间的关系;故可以采用外接法也可以采用内接法;故实物图如图所示:
根据R=$\frac{U}{I}$可知,待测电阻应等于R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2}{0.004}$=500Ω;

故答案为:(1)1mA;100Ω;(2)G1、r1;(3)如图所示.(4)如图所示;500.

点评 在“伏安法”测电阻实验中,要注意明确实验原理,正确选择实验电路的接法,并能准确连接实物图,同时能根据对应的欧姆定律分析数据;找出实验误差.

练习册系列答案
相关题目
7.在“测定金属丝的电阻率”实验中.
(1)金属丝的直径用螺旋测微器测得,从图甲中读出该金属丝的直径d=1.360mm;
(2)为了测量其电阻Rx的阻值,实验室提供如下实验器材:
A.待测电阻Rx(约100Ω)
B.电动势E=6V,内阻很小的直流电源
C.量程50mA,内阻约为50Ω的电流表
D.量程0.6A,内阻约为0.2Ω的电流表
E.量程6V,内阻约为15kΩ的电压表
F.最大阻值15Ω,最大允许电流1A的滑动变阻器
G.最大阻值15kΩ,最大允许电流0.5A的滑动变阻器
H.开关一个,导线若干
①为了操作方便,且能比较精确地测量金属丝的电阻值,电流表选用C、滑动变阻器选用F(填写选用器材前的序号即可);
②请根据所选用的实验器材,尽可能减小实验误差,设计测量电阻的电路,并画出电路图;
(3)若另有已知待测电阻,无论用电流表内接还是外接,测量误差较为接近,有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差,他用两只相同的电压表,设计了如图乙所示的测量电路,实验操作步骤如下:
①按电路图连接好实验器材;
②闭合电键S1,电键S2处于断开状态,读出此时电压表V1的示数U、电流表示数I;
③在闭合S2,调节变阻器R,是电流表的电流仍为步骤②的电流I,此时读出电压表V1的示数U1与电压表V2的示数U2
用上述测得的物理量来表示,待测电阻的计算式为Rx=$\frac{U-{U}_{1}+{U}_{2}}{I}$.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网