题目内容
19.某物理学习小组的同学在研究性学习过程中,用伏安法测绘某电子元件R1的伏安特性曲线.(1)首先将多用电表的选择开关旋转到电阻档“×10”的位置粗略测量电阻值,电表指针如图所示,这时指针所示被测电阻的阻值应为120Ω
(2)现在通过实验描绘这个电子元件伏安特性曲线,要求多次测量并尽可能减小实验误差,现有电源(电动势6V,内阻不计)、电流表A0(0-500μA,内阻RA0=1kΩ)、定值电阻R0、开关和导线若干,其他可供选用的器材如下:
A.电流表A1(0~50mA,内阻约5Ω)
B.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.2Ω)
C.滑动变阻器R3(0~2000Ω,额定电流2mA)
D.滑动变阻器R4(0~50Ω,额定电流0.2A)
①为了测定该电子元件的电压,可以将电流表A0串联定值电阻的阻值R0=11kΩ,将其改装成一个量程为6.0V的电压表
②根据题目提供的实验器材,请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“”表示)(请画在方框内,并在各元件旁边,注明元件符号)
(3)若某组实验数据如下:
电流表A0的示数为I0,另一块电流表的示数为I,另知电流表A0内阻RAB、定值电阻R0,另一块电流表内阻RA.则R1的测量值R1=$\frac{{I}_{0}({R}_{0}+{R}_{A0})}{I-{I}_{0}}$.
分析 (1)明确欧欧姆表的读数方法,知道测量值等于指针示数与倍率的乘积;
(2)①根据改装原理和串并联电路的规律可明确应串联的电阻;
②根据题意可明确电路接法,重点分析分压和限流、内接和外接;根据实验的安全性和准确性原则可明确应使用的仪器;
(3)根据串并联电路的规律即可求得电阻的测量值.
解答 解:(1)根据欧姆表的读数方法可知,电阻R=12×10=120Ω;
(2)①根据串并联电路规律可知,R0=$\frac{6}{5000×1{0}^{-6}}$-1000=11000Ω=11kΩ;
②根据题意可知,要画出对应的伏安特性曲线应采用分压接法,同时因电流表内阻较小,有:$\frac{120}{0.2}$>$\frac{12000}{120}$;故采用电流表外接法;电源电动势为6V,电阻约为120Ω;则电流约为:$\frac{6}{1200}$=0.05A=50mA;故电流表选择B;因采用分压接法,故滑动变阻器选择总阻值较小的C;
(3)根据串并联电路规律可知:
R1两端的电压U=I0(R0+RA0)
流过的电流I=I-I0,
故电阻R1=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{0}({R}_{0}+{R}_{A0})}{I-{I}_{0}}$
故答案为:(1)120;(2)①11;②如图所示; (3)$\frac{{I}_{0}({R}_{0}+{R}_{A0})}{I-{I}_{0}}$
点评 本题考查伏安特性曲线的测量以及电表的改装原理和应用,解题时要注意题目中没有给出电压表,故应用已知内阻的电流表和电阻串联后充当,同时注意应用串并联电路的规律分析数据.
练习册系列答案
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