题目内容

13.某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验器材齐全且完好,电源电压保持不变.他正确串联实验器材,然后将电压表并联在电路中,闭合电键后,电压表的示数为6伏,电流表的示数为0.12安,接着移动变阻器的滑片,观察到电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数始终不变.经思考,该同学重新正确连接电路,操作步骤正确,闭合电键后,发现两电表指针所在位置与前次实验时一致.移动变阻器的滑片,当滑片位于滑动变阻器中点位置时,电流表的示数为0.20安.继续移动变阻器的滑片到某位置时,电压表与电流表的示数如图所示.请根据该同学实验过程中观察到的现象,完成空格处的内容.
①电源电压为5伏.
②滑动变阻器的最大阻值为40欧.
③填写实验表格
实验序号电压Ux(伏)电流Ix(安)电阻Rx(欧)电阻Rx平均值(欧)
1
20.20
3

分析 (1)根据实验中移动变阻器的滑片,观察到电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数始终不变,这一现象分析原因从而得到电源电压;
(2)由前次实验与重新正确连接电路,操作步骤正确,闭合开关两表示数相同;滑片在中点时的电流,根据串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器的最大值;
(3)由串联电路特点和欧姆定律计算前两次实验被测电阻两端电压,由图读出第三次实验中电表示数,将实验数据填入表格,由R=$\frac{U}{I}$分别计算三次Rx的阻值,最后计算其平均值.

解答 解:
①实验器材齐全且完好,电源电压保持不变.正确串联实验器材,然后将电压表并联在电路中,移动滑片出现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数始终不变.由此说明电路没有断路或断路出现,所以原因是电压表测的是电源电压,由此可知电源电压为6V;
②重新正确连接电路,操作步骤正确,闭合开关两表示数与前次实验相同,此时滑动变阻器的滑片应在最大值处,
由串联电路特点和欧姆定律可得:U=I1(Rx+R滑)
即:6V=0.12A×(Rx+R滑)…①
由同理当滑片在中点时有:
6V=0.20A×(Rx+$\frac{1}{2}$R滑)…②
解①②可得:R滑=40Ω;
③第一次实验电路中电流I1=0.12A,
此时Rx两端电压:Ux1=U-U滑1=6V-0.12A×40Ω=1.2V,
此时Rx1=$\frac{{U}_{x1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.2V}{0.12A}$=10.0Ω;
第二次实验滑片在中点,电路中电流I2=0.2A,
此时Rx两端电压:Ux2=U-U滑2=6V-0.20A×$\frac{1}{2}×$40Ω=2.0V,
此时Rx2=$\frac{{U}_{x2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.0V}{0.2A}$=10.0Ω;
由图第三次实验中,电压表使用0-3V量程,分度值0.1V,读数为2.8V;电流表使用0-0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.28A,
此时Rx3=$\frac{{U}_{x3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.8V}{0.28A}$=10.0Ω;
所以三次测量的平均值:
Rx=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}+{R}_{x3}}{3}$=$\frac{10.0Ω+10.0Ω+10.0Ω}{3}$=10.0Ω.

实验序号电压Ux(伏)电流Ix(安)电阻Rx(欧)电阻Rx平均值(欧)
11.20.1210.010.0
22.00.2010.0
32.80.2810.0
故答案为:(1)6;(3)40;(3)表格见上表.

点评 本题是测电阻的实验,考查了串联电路特点和欧姆定律公式的应用,正确理解题意,求出电源电压和滑动变阻器的最大值是关键.

练习册系列答案
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2.阅读短文并回答下列问题.
                            电冰箱
有些电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面.氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物质.汽化时它吸热,就像搬运工把包裹扛上了肩;液化时它放热,就像搬运工把包裹卸了下来.
图表示出了电冰箱的构造和原理.液态氟利昂经过一段很细的毛细管缓慢地进入冰箱内冷冻室的管子,在这里迅速汽化、吸热,使冰箱内温度降低.生成的蒸气又被电动压缩机抽走,压入冷凝器,再次液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出.氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度.
在距地面20~50km 的高空有一层叫做臭氧的物质,它能大量吸收太阳辐射来的对生命有害的紫外线,是地球上的生物得以生存和进化的重要条件.由于电冰箱总有一天会损坏,其中的氟利昂最终将散到大气中,破坏臭氧层,对地球的生态环境构成威胁.为了保护人类生存的环境,1987 年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《蒙特利尔议定书》.现在己经研制出氟利昂的代用品如R134a、环戊烷等.我国在1991 年签署了《蒙特利尔议定书》,正在全面落实议定书中的条款.

通过阅读上述材料回答下列问题:
(l)试简要说明电冰箱的工作原理.
(2)上述电冰箱会破坏臭氧层吗?
(3)小明发现自己家新买的电冰箱背面时冷时热,入夏后更是热得厉害,他怀疑冰箱有质量问题,你认为他的怀疑有道理吗?为什么?

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