题目内容
7.某同学用为了尽量减小测量电阻的系统误差,采用了如图1所示电路测量一段金属丝的电阻(阻值约为17Ω),采用以下器材:电流表A1,量程10mA,内阻约200Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻约5Ω;
电阻箱R,阻值999.99Ω;
滑动变阻器R1,最大阻值10Ω;
电源E,电动势6V,内阻不计;
开关、导线若干;
该同学进行如下操作,
①将S1接2,S2接4,断开S3,调节滑动变阻器R1和电阻箱R,测得电流表A1、A2的示数分别为5mA和0.4A,电阻箱阻值为2.5Ω,则电流表A1的阻值为197.5Ω;
②该同学将电阻箱调至802.5Ω,开关S1接1,S2接3,闭合S3,只移动滑动变阻器R1,测得电流表A1、A2-A1的示数如下表格,该同学还记录了手接触金属丝的冷热感觉.
| A1/mA | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| A2-A1 /A | 0 | 0.06 | 0.12 | 0.18 | 0.24 | 0.30 | 0.36 | 0.41 | 0.45 | 0.50 | 0.54 |
| 冷热感觉 | 常温 | 微热 | 较热 | ||||||||
(b)请你根据所掌握的物理知识分析该图线反映了金属电阻温度升高,电阻增加的物理规律.
分析 (1)根据串并联电路的电流和电压关系以及欧姆定律列式求解即可;
(2)电流表A1与R串联构成电压表,根据伏安法列式找出电阻Rx与电流I1和I2的关系表达式进行分析;
根据表格中的数据,利用描点法可以正确画出两电流表示数I1与I2的关系图线;
结合图象的表达式进行分析.
解答 解:(1)测得电流表A1、A2的示数分别为5mA和0.4A,故流过电阻箱R的电流为:I=0.4A-5mA=0.395A;
电阻箱R的电压为:UR=IR=0.395A×2.5Ω=0.9875V;
故电流表A1的阻值为:rA1=$\frac{0.9875V}{5mA}$=$\frac{0.9875V}{0.005A}=197.5Ω$;
(2)根据欧姆定律,有:Rx=$\frac{{I}_{1}({r}_{A1}+R)}{{I}_{2}}$,故I1=$\frac{{R}_{x}}{{r}_{A1}+R}{I}_{2}$;
根据表格中的数据,利用描点法可以正确画出两电流表示数I1与I2的关系图线,如图所示:![]()
图象的斜率k=$\frac{6×1{0}^{-3}}{0.36}$=$\frac{{R}_{x}}{197.5+102.5}$,解得:Rx=5.0Ω;
电流越大,温度越高,电阻越大;
故答案为:(1)197.5Ω;(2)(a)5.0Ω,(b)温度升高,电阻增加
点评 在电学实验中,应将电阻值一定的电流表进行改装,若需改为电压表则应串联一电阻,若需改为电流表则应串联一电阻,本题是考查基础知识和作图能力的好题.
练习册系列答案
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18.
如图,有一理想变压器,原副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压为u=U0sin100πt(V),输出端接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一重物以速度V匀速上升.下列判断正确的是( )
| A. | 电动机两端电压为IR,其消耗的电功率为I2R | |
| B. | 原线圈中的电流为nI,通过副线圈电流的频率为50Hz | |
| C. | 变压器的输入功率为I2R | |
| D. | 电动机的热功率为I2R |
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| A. | 下滑过程中的最大速度为4 m/s | |
| B. | 加速与减速过程的时间之比为1:2 | |
| C. | 加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2:7 | |
| D. | 加速与减速过程的位移之比为1:4 |
16.
图中画出了氢原子的4个能级,一群处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,能发出多种不同频率的光子,现用这些光子去照射金属钾,已知金属钾的逸出功为2.22eV.在这些光子中( )
| A. | 由n=4能级跃迁到n=1能级发射出的光子频率最小 | |
| B. | 由n=4能级跃迁到n=3能级发射出的光子频率最小 | |
| C. | 能够从金属钾表面打出光电子的总共有6种频率的光子 | |
| D. | 由n=4能级跃迁到n=1能级发射出的光子从金属钾表面打出光电子时,光电子获得的初动能最大 |
12.
宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的三颗星组成的三星系统.设三星系统中每个星体的质量均为m,半径均为R,三颗星的球心稳定分布在边长为a的等边三角形的三个顶点上.三颗星围绕等边三角形的重心做匀速圆周运动,已知引力常量为G.关于三星系统,下列说法正确的是( )
| A. | 三颗星的轨道半径均为$\frac{{\sqrt{3}}}{3}a$ | |
| B. | 三颗星表面的重力加速度均为$\sqrt{\frac{Gm}{R}}$ | |
| C. | 一颗星的质量发生变化,不影响其他两颗星的运动 | |
| D. | 三颗星的周期均为2πa$\sqrt{\frac{a}{3Gm}}$ |