题目内容

如实图7-8所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:

器 材

规 格

待测电阻Rx

电源E

电压表V1

电压表V2

电流表A

滑动变阻器R

开关S、导线若干

阻值在900 Ω~1 000 Ω之间

具有一定内阻,电动势约9.0 V

量程2.0 V,内阻r1=1 000 Ω

量程5.0 V,内阻r2=2 500 Ω

量程3.0 A,内阻r=0.10 Ω

最大阻值约100 Ω,额定电流0.5 A

为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代替导线,在所给的实验器材中选择合适的器材,连成满足要求的测量Rx阻值的电路.

实图7-8

解析 由于待测电阻约1 000 Ω,滑动变阻器最大电阻为100 Ω,要使电表读数发生变化,滑动变阻器必须使用分压式接法.当电源电动势全部加在待测电阻上时,流过的电流约为I A=9 mA<3.0 A,显然不能用电流表来测电流,而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用.根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻,伏安法应使用内接法.

答案 

练习册系列答案
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材料:图7(甲)所示是证实玻尔关于原子内部能量量子化的一种实验装置示意图,由电子枪A射出的电子,射入充有氦气的容器B中,电子在O点与氦原子发生碰撞后进入速度选择器C,而氦原子由低能级被激发到高能级.速度选择器C由两个同心的圆弧形电极P1和P2组成,电极间场强方向沿同心圆的半径,当两极间电压为U时,只允许具有确定能量的电子通过,并进入检测装置口,由检测装置口测出电子产生的电流I,改变电压,同时测出I的数值,即可确定碰撞后进入速度选择器的电子能量分布.为了方便研究,作如下假设:

    

甲                                                      乙

图7

(1)忽略电子的重力;

(2)电子与原子碰撞前,原子静止,原子质量比电子质量大很多,碰撞后原子虽稍微被碰动,但忽略这一能量损失,假定原子未动;

(3)当电子与原子发生弹性碰撞时,电子改变运动方向,但不损失动能;发生非弹性碰撞时,电子损失动能传给原子,使原子内部能量增加.

请根据以上材料和假设回答下列问题:

(1)设速度选择器两极间的电压为U(V)时,允许通过的电子的动能为Ek(eV),写出Ek与U的关系式,设通过选择器的电子轨道半径r=20.0 cm,电极P1和P2的间隔d=10.0 mm,两极间场强大小处处相同,都为E;

(2)如果电子枪射出电子的动能Ek=50.0 eV,改变P1、P2间电压,测得电流I,得到如图8(乙)所示的I-U图象,图象表明,当电压U为5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V时电流出现峰值,试说明在U=5.00 V和U=2.88 V时电子与氦原子碰撞时电子能量的变化.

(3)求氦原子3个激发态的能级En.(设基态的能级E1=0)

为了测量电流表A1的内阻,某同学采用如实图7-9所示的实验电路.其中:

实图7-9

A1是待测电流表,量程为300 μA,内阻约为100 Ω;

A2是标准电流表,量程是200 μA;

R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9 Ω;

R2是滑动变阻器;

R3是保护电阻;

E是电池组,电动势为4 V,内阻不计;

S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.

(1)①实验中滑动变阻器采用________接法(填“分压”或“限流”);

②根据如图7-3-27所示电路的实物图,请在下面方框中画出实验电路图.

 (2)请将该同学的操作补充完整:

①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”);将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150  μA;

②将开关S2扳到接点b处,________,使电流表A2的读数仍是150  μA.

 


③若此时电阻箱各旋钮的位置如实图7-10所示,则待测电流表A1的内阻Rg=________Ω.

实图7-10

(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用________.(填写阻值前相应的字母)

A.200 kΩ                                                                        B.20 kΩ

C.15 kΩ                                                                          D.150 kΩ

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