题目内容

有一块电流表G,表盘上标度为“0~300”,没有注明单位,内阻约500Ω.实验小组想将该电流表改装成电压表,另从实验室找到下列可用器材:△
A.电压表V(量程0~30mV,内阻约1 kΩ);
B.电阻箱Ra(0~99999.9Ω);
C.电阻箱Rb两只(0~999.9Ω);
D.电源E(电动势为1.5V,内阻未知);
E.开关S两只,导线若干.
①实验小组想在测定电流表内阻rg的同时,能根据实验数据分析确定电流表的标度单位,于是设计了如图所示甲、乙两种实验电路,经小组试验,两种电路都能正常进行实验测量.为了尽量减小实验误差,你认为应该选择电路
 
进行实验;
②根据你选择的电路,应该由
 
与
 
来分析确定电流表的标度单位,估算表达式为
 
;
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③根据你选择的电路,分析产生实验误差的主要原因是
 

A.电源的内阻
B.电源的电动势的大小
C.电压表内阻
D.电阻箱R1阻值的大小
E.电阻箱R2阻值的精确度.
分析:①分析实验中给出的仪器的性质,结合两电路的特点进行选择合适的电路;
②本实验选用甲电路则需要测量电压及电阻箱的示数,则由电路串并联电路的规律可以求得电流内阻;
③分析甲、乙两电路,根据两电路中电表内阻的影响,从而实验中误差来源.
解答:解:①由于电源电动势E=1.5V较小,R1+rg=
E
Ig
=0.005
,电流表的标度单位只能是mA或μA,
因此R1+rg约5Ω或5000Ω,5Ω不合题意,5000Ω比电流表内阻并不满足R1?rg,电压表内阻又未知,
因此选择图乙,
闭合开关S2时,保持R2不变,反复调节R1与R3,使电流表指针半偏且电压表示数不变,则电路总电流不变,使电压表同时监测电路电流,减小实验误差,
故选择图乙;
②若选择图甲,需要测量电压表示数及电阻箱阻值;则Ig=
Ug
rg
,Ug=
R2+R3
R2
,则Ig=
(R2+R3)U
rgR2
;
选择图乙时,开关S2闭合前,通过电阻R2的电流就是通过电流表的电流;
③此实验电源内阻对实验没有影响,故A错误;
两种电路都有电压表作监测电表,因此因此电源电动势大小及电阻箱R1阻值的大小均对实验没有影响,BD错;
若选择图甲,则电压表内阻对电流表两端电压Ug的计算有较大影响,
而对图乙,电压表只起监测作用,因此选图甲时应该选择C项;
电阻箱R2阻值的精确度对实验直接造成影响,两种选择均要选E项.
故答案为:①乙;
②电压表的示数U,电阻箱R2的阻值;若选择图甲,Ig=
(R2+R3)U
rgR2
;若选择图乙,则Ig=
U
R2
;
③若选择图甲,则为CE;选择图乙,则为E.
点评:本题为开放式答题,结果并不维一,电路图选择甲、乙均可以实现实验要求,关键是后续解答要正确对应.
练习册系列答案
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精英家教网(1)在“验证机械能守恒定律“的实验中,打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上,自由下落的重物质量为lkg.图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出.
①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
 
.
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量
△Ep=
 
,此过程中物体动能的增量△Ek=
 
.
③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是
 
.且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于
 
.
(2)(8分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表.整个实验过程如下:
A.测量电流表的内阻.按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大.闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′的阻值;
B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值.将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;
C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;
D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;
E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;
F.计算出电阻丝的电阻率.
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根据上述实验过程完成下列问题:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d.其中一次测量结果如图3所示,图中读数为
 
mm;
(2)已知电流表的满偏电流为200?A,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω.要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0=
 
Ω的电阻;
(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是
 

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小
B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小
C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大
D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大
(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a.测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b.该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为
 
Ω.
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(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中,打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流  电源上,自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出。

  ①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=               。

②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量

ΔEp=      ,此过程中物体动能的增量ΔEk=          。

③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是            。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于           。

(2)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下:

A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′ 的阻值;

B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;

C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;

D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;

E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;

F.计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题:

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示,图中读数为         mm;

(2) 已知电流表的满偏电流为200??A,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0 =          Ω的电阻;

(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是(    )

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大

(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为          Ω。

(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中,打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流  电源上,自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出。

  ①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=              。

②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量

ΔEp=      ,此过程中物体动能的增量ΔEk=         。

③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是            。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于           。

(2)(8分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下:

A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′ 的阻值;

B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;

C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;

D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;

E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;

F.计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题:

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示,图中读数为         mm;

(2) 已知电流表的满偏电流为200µA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0 =         Ω的电阻;

(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是(    )

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大

(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为          Ω。

 

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