3、(2009年安徽卷)21Ⅰ.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中。
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答案:
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指针位置 |
选择开关所处的档位 |
读 数 |
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a |
直流电流100mA |
23.0mA |
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直流电压2.5V |
0.57V |
|
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b |
电阻×100 |
320Ω |
[解析]直流电流100mA档读第二行“0~10”一排,最小度值为2mA估读到1mA就可以了;直流电压2.5V档读第二行“0~250”一排,最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了;电阻×100档读第一行,测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。
Ⅱ.用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a) 电流表(量程0.6A、3A);
(b) 电压表(量程3V、15V)
(c) 定值电阻(阻值1
、额定功率5W)
(d) 定值电阻(阻值10
,额定功率10W)
(e) 滑动变阻器(阴值范围0--10
、额定电流2A)
(f) 滑动变阻器(阻值范围0-100
、额定电流1A)
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A;R0应选择
的定值电阻,R应选择阻值范围是
的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。
答案:
(1)3,0.6,1,0~10。(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
[解析]由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几欧姆左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。
关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E测<E真,r测<r真。
19.
(10分)如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。
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实验次数 |
I(A) |
B(×10-3T) |
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1 |
0.5 |
0.62 |
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2 |
1.0 |
1.25 |
|
3 |
1.5 |
1.88 |
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4 |
2.0 |
2.51 |
|
5 |
2.5 |
3.12 |
(1)将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ, Dφ=
,式中
为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B=______;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt,则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε=____。
(2)调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表。由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=________。
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
(A)适当增加试测线圈的匝数N
(B)适当增大试测线圈的横截面积S
(C)适当增大可变电阻R的阻值
(D)适当拨长拨动开关的时间Δt
答案:(1)
,
(2)0.00125I(或kI) (3)A,B
解析:(1)改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS,代入公式计算得B=
,由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值ε=
。
(2)根据数据可得B与I成正比,比例常数约为0.00125,故B=kI(或0.00125I)
(3)为了得到平均电动势的准确值,时间要尽量小,由B的计算值可看出与N和S相关联,故选择A、B。
(08海南卷)14、一毫安表头
满偏电流为9.90 mA,内阻约为300 Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表,其电路原理如图所示.图中, 是量程为2
A的标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关,E为电源.
⑴完善下列实验步骤:
①将虚线框内的实物图按电路原理图连线;
②将滑动变阻器的滑动头调至 端(填“a”或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;
③合上开关;
④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,使标准电流表读数为1 A;
⑤调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会 (填“增大”、“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读数为 ,同时毫安表指针满偏.
⑵回答下列问题:
①在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数为3.1 Ω,由此可知毫安表头的内阻为 .
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为 A.
⑧对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可能影响它的准确程度的因素:
。
答案:(1)①如图;②b;⑤减小;⑥1A;(2)①310;②0.495(0.494~0.496均可);③例如:电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;标准表和毫安表头的读数误差;电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等。
解析:(1)将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保护毫安表;在调节电阻箱时,由于接入回路的电阻增加,故电流表电流会减小;为了能成功改装为1A的量程的电流表,需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到1A;(2)电阻箱的电阻读数为3.1Ω,此时毫安表满偏,电阻箱上的电流为1000mA-9.9mA=990.1mA,根据并联电阻值与电流值成反比,可计算毫安表的内阻为310Ω;若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0.495A;本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化,导致标准电流表的示数无法精准显示1A,还有电表本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流
均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度。
0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表④,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表⑦,量程3v,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3v,内阻不计
F.开关S,导线若千
(2)正确接线后,将磁敏电阻置人待测磁场中.测量数据如下表:
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|
l |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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U(V) |
0.00 |
0.45 |
0.91 |
1.50 |
1.79 |
2.71 |
|
I(mA) |
0.00 |
0.30 |
0.60 |
1.00 |
1.20 |
1.80 |
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω,
结合图l 可知待测磁场的磁感应强度B =______T 。
( 3 )试结合图l 简要回答,磁感应强度B 在0 ~0.2T 和0.4 ~1.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
( 4 )某同学查阅相关资料时看到了图3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻~磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
答案:( l )如右图所示 ( 2 ) 1500 0.90
( 3 )在0 ~0.2T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0 . 4 ~1 .0T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化) ( 4 )磁场反向.磁敏电阻的阻值不变。
(08上海卷)18.(6分)某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。
(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_____________________________。
现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L2(6V,10W),单刀双掷开关S。在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。
答案:(1)如图b
(2)由于RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
(3)如图c
解析:由于灯泡L2和L1额定电压相同,灯泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。