题目内容

20．某次实验课上，一兴趣小组想要较准确地得到某一电阻的阻值，决定采用“伏安法”测量电阻，选用的仪器中，电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，请完成以下问题：
（1）实验之前，先使用多用电表粗测待测电阻Rx的阻值，测量时，将电表调至×100Ω挡，经正确操作，得到多用电表的示数如图（1）所示，则待测电阻Rx=1400Ω．
（2）在连接电路时，应采用电流表内接法（内接/外接）．
（3）一个多量程多用电表的简化电路图如图（2）所示，当测量较大电流时，应将S旋到1位置，该量程为I=Ig+$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{{R}_{1}}$（用图中标注的物理量表示）．

分析 （1）多用电表的指针偏转角度较大时，换用倍率较小的欧姆挡，使指针指在刻度盘中央附近，可减小误差．根据指示值和倍率读数．电路设计可分为测量电路和控制电路两部分．测量电路采用伏安法．
（2）根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表的接法．
（3）明确电路结构，从而找出测量电流的接法，再根据电路图利用串并联电路的规律分析最大量程．

解答 解：（1）测电阻应读最上面一排刻度，因为是×100挡，所以读数为14×100=1400Ω．
（2）因为待测电阻的电阻值比较大，Rx=1400＞$\sqrt{5×5000}$=50$\sqrt{10}$，为减小误差，应采用电流表内接法．
（3）S接1或2是测电流的，其中接1时量程最大，故接大电流时应接1；
根据电路图可知，表头与R2串联后与R1并联，则表头满偏时，流过的总电流I=Ig+$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{{R}_{1}}$，故量程为Ig+$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{{R}_{1}}$．
故答案为：（1）1400； （2）内接法；（3）Ig+$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{{R}_{1}}$

点评 本题考查多用电表的使用以及伏安法测电阻的方法；对于选择器材通常的步骤：1、根据实验要求设计合理的实验电路．2、估算电路中电压、电流可能达到的最大值，以此选择电压表和电流表的量程．

练习册系列答案
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14．某人从t=0时刻开始，观察一个正在做匀加速直线运动的质点，现只测出了该质点在第3s内和第7s内的位移，则下列说法中正确的是（　　）
A．不能求出任一时刻的瞬时速度
B．能求出任一时刻的瞬时速度
C．能求出第3s末到第7s初这段时间内的位移
D．不能求出该质点的加速度
11．一个面积S=4×10-2m2，匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示，在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于8×10-2Wb/s，在第3秒末感应电动势大小为8V．
8． 一简谐横波以2m/s的波速沿x轴正方向传播，已知t=0时的波形如图所示，则（　　）
A．波的波长λ=4m
B．x=0处的质点在t=0时向y轴正方向运动
C．x=0处的质点在t=$\frac{1}{12}$s时速度值最大
D．x=0处的质点在t=$\frac{1}{6}$s时速度值最大
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15．光子具有能量，也具有动量．光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”．光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0．已知光速为c，则光子的动量为$\frac{E}{c}$．求：
（1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？
（2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？
（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源．一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收．若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的$\frac{1+ρ}{2}$倍．设太阳帆的反射系数ρ=0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r=15m，飞船的总质量m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0=1.4kW，已知光速c=3.0×108m/s．利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化．（保留2位有效数字）
5．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下
B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上
C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上
D．小球通过管道最高点时，管道对小球没有弹力
12．利用如图装置和已知频率γ1，γ2的两种光可以测出普朗克常量h．则所加的电源正极为b （填a或b）：实验的主要步骤及还需测量的物理量为：
①用频率γ1的光照射，调节R，使电流表读数恰为零，记下此时的电压U1；
②换用频率γ2的光照射，重复步骤①，记下此时的电压U2．
普朗克常量h的表达式为$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{γ}_{1}-{γ}_{2}}$（电子电量为e）
9．市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇．某物理研究性学习小组想测电风扇正常运行时的机械功率．于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但是其他字迹不清楚．该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池，并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线．提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒．
该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程：
A．按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻最大处；
B．合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数U0、I0；
C．调节滑动变阻器，使风扇正常工作，读出电压表读数U和电流表读数I
D．用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为$P=IU-{I}_{\;}^{2}\frac{{U}_{0}^{\;}}{{I}_{0}^{\;}}$．
②按上述实验过程，本实验的电路图应选择甲（填“甲”或“乙”）．
10．关于加速度，下列说法正确的是（　　）
A．加速度就是增加出来的速度
B．加速度表示的是速度变化的快慢，而不是变化的多少
C．加速度是矢量
D．加速度的方向和速度方向是相同的

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