题目内容

用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω),实验室提供如下器材:
电池组E:电动势3V,内阻不计
电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω
电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω
滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,额定电流2A
电阻箱R2,阻值范围0~9999Ω,额定电流1A
电键S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下面问题:
(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表
A2
A2
(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到
9000
9000
Ω,这样可以改装成一个量程为3.0的电压表.
(2)在方框中画完整测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号;
(3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是
8.0
8.0
mA,电流表A2的示数是
150
150
μA,测得待测电阻Rx的阻值是
187.5Ω
187.5Ω
.本次测量存在一定的系统误差,考虑这个原因测量值比较真实值
偏小
偏小
(选填“偏大”或“偏小”).
分析:(1)应用伏安法测电阻,需要用电压表测待测电阻电压,现在没有电压表,应该用小量程电流表与电阻箱串联改装成电压表,由串联电路特点及欧姆定律可以求出串联电阻阻值.
(2)滑动变阻器阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压接法;根据待测电阻阻值与电表内阻间的关系,确定电流表采用内接法还是外接法,然后作出电路图.
(3)根据电表量程确定电表分度值,读出电表示数;由欧姆定律可以求出待测电阻阻值;根据电路结构分析实验误差.
解答:解:(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表A2与电阻箱串联组成电压表;
改装后电压表量程是3V,则电阻箱阻值R=
U-I2满偏rA2
I2满偏
=9000Ω;
(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压接法,
待测电阻阻值约为200Ω,电流表A1内阻约为100Ω,电压表内阻为RV=1000Ω+9000Ω=10000Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,电路图如图所示.
(3)由图示可知,电流表A1的示数为8.0mA,电流表A2的示数是150μA;
待测电阻两端电压U=I2RV=150×10-6A×10000Ω=1.5V,测得待测电阻Rx=
U
I1
=
1.5
8×10-3
=187.5Ω.
电流表采用外接法,电流测量值偏大,由欧姆定律可知,测量值比较真实值小.
故答案为:(1)A2;9000;(2)电路图如图所示;(3)8.0;150;187.5Ω;偏小.
点评:要会把电流表改装成电压表,会求改装电压表时串联电阻的阻值;确定滑动变阻器的接法与电流表接法是设计实验电路图的关键.
练习册系列答案
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(1)如图1所示,在做“互成角度的两个力的合成”的实验中,在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在A点上,另一端连接两根细线,然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一点O,此时需记录下:①
 
,②
 
,③
 

然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到O点后再记录下:④
 
,⑤
 

如图2所示,是该同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到数据图,请选好标度在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理.
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(2)某同学要用“伏安法”测定一个待测电阻Rx(阻值约为200Ω)的阻值,实验室提供了如下器材:
电池组E(电动势为3V,内阻不计);电流表A1(量程为0~10mA,内阻约为40Ω~60Ω);
电流表A2(量程为0~500μA,内阻为1000Ω);滑动变阻器R1(阻值范围为0~20Ω,额定电流为2A);
电阻箱R2(阻值范围为0~9999Ω,额定电流为1A);开关S,导线若干.
请你帮助该同学完成实验中的下述问题(实验中应尽可能的考虑更加准确地测量Rx的阻值):
①上述器材中缺少电压表,需选一只电流表将它改装成电压表.请在图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图,并在图中标明所用器材的代号.
②请在图乙的方框中画出测量Rx阻值的电路图,并在图中标明各器材的代号.精英家教网
③实验中,将电阻箱R2的阻值调为4000Ω,再调节滑动变阻器R1,使两表的示数如下图所示,可读出电流表A1的示数是
 
,电流表A2的示数是
 
,测得Rx的阻值是
 

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