题目内容
4.某同学将量程为60mA、内阻为20.0Ω的毫安表改装成量程为“×10”和“×1”的双量程欧姆表,设计电路如图(a)所示,电源电动势E=3V,内阻不计,S为开关,R0为滑动变阻器,R为定值电阻,A、B为接线柱,回答下列问题(结果保留3位有效数字):(1)按图(a)的原理图,在图(b)中用笔画线代替导线完成实物连线;
(2)开关断开,把A、B两接线柱短路连接时,将滑动变阻器的阻值由大逐渐减小,当其阻值R0=30.0Ω时,毫安表的指针处于满偏位置;
(3)开关断开,保持滑动变阻器的阻值R0不变,A、B两接线柱之间连接电阻,阻值为RAB=50.0Ω,毫安表的指针处于半偏位置;
(4)闭合开关S,可以减小倍率为“×1”,即保持滑动变阻器的阻值R0不变,毫安表指针指在半偏位置时,A、B两接线柱之间电阻值R′AB=$\frac{1}{10}$RAB,此时定值电阻R=5.56Ω;
(5)选用“×10”倍率的量程测量待测电阻,其指针偏转位置如图(c),待测电阻Rx=10.6Ω.
分析 (1)根据原理图可得出对应的实物图;
(2)根据闭合电路欧姆定律进行分析,根据满偏电流的性质即可求出滑动变阻器的阻值;
(3)电流表半偏时明确电流大小,再根据闭合电路欧姆定律进行分析从而求出接入电阻;
(4)欧姆表减小档位时采用并联电阻分流的方式,根据闭合电路欧姆定律以及串并联电路的规律进行分析从而求出R的阻值;
(5)根据电流表可明确对应的读数,再根据闭合电路欧姆定律进行分析从而求出待测电阻的阻值.
解答
解:(1)根据原理图即可得出对应的实物图如图所示;
(2)根据闭合电路欧姆定律可知,要使电流表达满偏,应有:
Ig=$\frac{E}{{R}_{g}+{R}_{0}}$
解得:R0=30.0Ω;
(3)根据闭合电路欧姆定律可知:
$\frac{1}{2}$Ig=$\frac{E}{R_{AB}+R_{0}+R_{g}}$
解得:RAB=50.0Ω
(3)由题意可知,将档位减小为×1时,应将开关闭合,此时R并联在电路中,
此时AB间电阻为R'AB=$\frac{1}{10}$RAB=5Ω;
此时流过电流表的电流为30mA;
并联部分电压U并=$\frac{1}{2}$Ig(Rg+R0)=0.03×50=1.5V;
则总电流I总=$\frac{3-1.5}{5}$=0.3A;
此时流过R的电流IR=I总-I=0.3-0.03=0.27A;
则R的阻值R=$\frac{E-U_{并}}{I_{R}}$=$\frac{3-1.5}{0.27}$=5.56Ω;
(5)选用“×10”倍率的量程测量待测电阻时,开关断开,由图可知,电流表读数I’=50mA=0.05A;
则由闭合电路欧姆定律可得:
Rx=$\frac{E}{I'}$-Rg-R0=$\frac{3}{0.05}$-50=10.0Ω;
故答案为:(1)如图所示;(2)30.0;(3)50.0;(4)5.56;(5)10.0
点评 多用电表的基本原理实质上就是闭合电路欧姆定律的原理,要注意明确实验原理,知道满偏和半偏的意义,根据闭合电路欧姆定律进行分析求解即可.
| A. | Ma | B. | μmg+Ma | C. | (M+m)a | D. | μmg+ma |
| A. | 若μ1=0,则物块A,B一定不会发生相对滑动 | |
| B. | 若μ1=0,则物块A,B一定会发生相对滑动 | |
| C. | 若μ1=μ2,则物块A,B一定会发生相对滑动 | |
| D. | 若μ1=μ2,则物块A,B一定不会发生相对滑动 |
| A. | 小物块沿斜面向下运动的加速度为$\frac{F}{m}$ | |
| B. | 斜面体对地面的压力大小等于(m+M)g+Fsinθ | |
| C. | 地面沿斜面体的摩擦力方向水平向左 | |
| D. | 斜面体给小物块的作用力的大小和方向都变化 |
| A. | 在空中的运动时间为$\sqrt{\frac{2l}{g}}$ | B. | 在空中的运动时间为$\sqrt{\frac{2(H-l)}{g}}$ | ||
| C. | 从A点到O'点的运动时间为$\sqrt{\frac{2(H-l)}{g}}$ | D. | 从O点到A点的运动时间为$\sqrt{\frac{2l}{g}}$ |
| A. | 灯泡L1亮度将变小 | B. | 灯泡L2亮度将变大 | ||
| C. | 电源的输出功率一定减小 | D. | 电容器C所带电荷量将增大 |
| A. | E点的电场强度比F点的大 | |
| B. | E点的电势比F点的高 | |
| C. | 同一正电荷在M点受的电场力比N点的大 | |
| D. | 将正电荷从M点移到N点,电势能增大 |
| A. | 拉弹簧拉力器 | B. | 俯卧撑 | C. | 引体向上 | D. | 仰卧起坐 |