题目内容

4.图(a)是测量电阻Rx的原理图,电流表量程选0.6A,标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总电阻为5Ω,总长为50.0cm. 
 
(1)根据原理图连接图(b)的实物图.
(2)如图(a)合上S1前,应将滑片P置于d(填“d”或“e”)端. 
(3)断开S2,合上S1;调节滑动变阻器的滑片P,使电流表A1的示数为0.50A时,单位长度电阻丝的电压u=5V/m; 
(4)保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节滑动变阻器的滑片P,使电流表A1的示数为0.50A,
①若电流表内阻不计,c点在ab的中点时,电流表A2的示数为0.50A,则Rx=2.5Ω;
②若电流表的内阻不能忽略,测量多组L和I值,描出L与I的图线如图所示,从实验原理角度说明图线不过原点的原因是A1不是理想电表,有内阻; 
若L-I图线斜率为k,电流表A1和A2的内阻均为RA,则电阻Rx=ku-RA(用“u、RA、k”表示).

分析 (1)直接根据电路图连接即可,注意线不能交叉;
(2)滑动变阻器采用的分压接法,在闭合开关前,应使电阻丝两端电压为0,应置于d端;
(3)通过部分电路欧姆定律计算出电阻丝的电压,再计算单位长度电阻丝的电压;
(4)根据并联电路两支路电压相等,列出等式,计算出Rx;

解答 解:(1)连接的实物图如图所示;
(2)滑动变阻器采用的是分压接法,在闭合开关前,应使电阻丝两端电压为0,故合上S1前,应将滑片P置于d端;
(3)由欧姆定律可得电阻丝的电压U=I1Rab=0.5×5V=2.5V
故单位长度电阻丝的电压u=$\frac{U}{0.5m}=5V/m$;
(4)若电流表内阻不计,c点在ab的中点时,电流表A2的示数为0.50A
故Rac=2.5Ω
因此Uac=I1Rac=1.25V
Rx与Rac并联,故Rx=$\frac{{U}_{ac}}{{I}_{2}}=2.5Ω$;
若电流表的内阻不能忽略,测量多组L和I值,描出L与I的图线如图所示,图线不过原点的原因是电流表A1不是理想电表,有内阻
故L为0时,A2和Rx两端电压等于A1两端电压,不为0,因此I不为0;
根据并联电路两支路电压相等有I(RA+Rx)=Lu
解得:Rx=ku-RA;
故答案为:(1)如图所示;
(2)d;
(3)5;
(4)2.5Ω;   A1不是理想电表,有内阻;     ku-RA.

点评 解决本题的关键是掌握实验原理,结合欧姆定律进行求解.根据实验给出的条件,对电表是理想电表,还是内阻不能忽略分别进行讨论,内阻不能忽略的电流表,就相当于一个可以读出流过电流大小的电阻

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