题目内容
7.某同学用电压表和电流表测量Rx的电阻,已知电压表内阻约3kΩ,电流表内阻约1Ω.(1)某同学用如图甲所示电路测量电阻Rx,Rx的测量值比真实值偏小(选填“偏大”或“偏小”);若被测电阻Rx的阻值约为10Ω,应采用图甲(选填“甲”或“乙”)所示由路误差会比较小.
(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差.某学习小组设计了以下方案,以避免电表内阻引起的系统误差.该方案利用图丙所示的电路进行测量,主要实验步骤如下:
第一步:将开关S2接2,闭合开关S1,调节滑动变阻器Rp1和Rp2,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记录此时电压表和电流表的示数U1、I1;
第二步操:将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2.
①用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是Rx=Rx=$\frac{U_1}{I_1}-\frac{U_2}{I_2}$;.
②简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差.当单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1时有,$\frac{U_1}{I_1}$=Rx+RA+Rp2;当单刀双掷开关S2接1,闭合开关S1时有,$\frac{U_2}{I_2}$=RA+Rp2,所以有,Rx=$\frac{U_1}{I_1}-\frac{U_2}{I_2}$,该实验中电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响..
分析 (1)甲图采取电流表的外接法,在测量电阻电压和电流时,通过电表的误差得出测量电阻的误差.通过确定待测电阻是大电阻还是小电阻,确定电流表的内外接.
(2)分别将开关接1和2端,测量出电压表和电流表的示数,根据欧姆定律得出待测电阻的表达式,以及根据欧姆定律判断该方案电压表内阻为什么对实验结果没有影响.
解答 解:(1)电流表采用外接法时,电压表测量的电压为电阻两端的电压,考虑到电压表的内阻,电流表测量的电流为电压表和电阻的电流之和,即测得的电流偏大,根据欧姆定律,知测得的电阻偏小.
若被测电阻Rx的阻值约为10Ω,该电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,根据“小外偏下”,知用电流表外接法测量误差较小.所以采用甲图所示电路.
(2)①将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2;
②③、根据欧姆定律知:$\frac{U_1}{I_1}$=Rx+RA+Rp2;,$\frac{U_2}{I_2}$=RA+Rp2,两式相减,则,Rx=$\frac{U_1}{I_1}-\frac{U_2}{I_2}$,从中可以发现电流表内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响.
故答案为:(1)偏小,甲
(2)①将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2;
②Rx=$\frac{U_1}{I_1}-\frac{U_2}{I_2}$;
③当单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1时有,$\frac{U_1}{I_1}$=Rx+RA+Rp2;当单刀双掷开关S2接1,闭合开关S1时有,$\frac{U_2}{I_2}$=RA+Rp2,所以有,Rx=$\frac{U_1}{I_1}-\frac{U_2}{I_2}$,该实验中电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响.
点评 解决本题的关键知道电流表内外接所引起的系统误差,知道在什么情况下选用外接法误差较小,什么情况下选用内接法误差较小.
| A. | 原子核很小,所以可以当作质点 | |
| B. | 研究和观察日食时,可把太阳当作质点 | |
| C. | 研究地球的自转时,可把地球当作质点 | |
| D. | 研究一辆火车从綦江火车站到重庆菜园坝火车站的位移时可以把火车当做质点 |
| A. | 增大10N | B. | 减小10N | C. | 不变 |
| A. | cosθ | B. | cotθ | C. | tanθ | D. | $\frac{cosθ}{1+sinθ}$ |
| A. | 0.3T | B. | 0.4T | C. | 0.5T | D. | 1T |
| A. | 速度变化越大,加速度一定越大 | B. | 速度等于零,加速度也等于零 | ||
| C. | 速度变化越快,加速度一定越大 | D. | 加速度减小时,速度也减小 |
| A. | 布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性 | |
| B. | 每个分子的动能与势能之和就是该分子的内能 | |
| C. | 液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征 | |
| D. | 液体表面层内分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在张力 | |
| E. | 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 |
| A. | 力是物体对物体的作用 | |
| B. | 只有直接接触的物体间才会有力的作用 | |
| C. | 力可以离开物体而单独存在 | |
| D. | 物体可以只施力而不受力 |