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课时作业 13电学实验与创新12018陕西宝鸡一模在“测定金属丝的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地测出电阻丝的电阻Rx，设计了如图所示实验电路图来完成实验，实验器材如下：A待测金属丝(Rx约5 )B电压表V(量程为01 V，内阻RV1 k)C电流表A(量程为00.6 A，内阻RA1 )D定值电阻R1(阻值R10.5 k)E定值电阻R2(阻值R22 k)F滑动变阻器R3(010 )G滑动变阻器R4(01 000 )H电源(电动势为3 V，内阻很小)I开关、导线若干(1)实验中定值电阻应选用_，滑动变阻器应选用_(选填器材前面字母)；(2)用图中电路测量该金属丝的电阻，若某次测量中，电压表的读数为U，电流表的读数为I，该金属丝电阻的表达式为：Rx_(用测出或已知的物理量的符号表示)解析：(1)电源的电动势为3 V，而电压表V的量程为01 V，内阻RV1 k，必须通过串联电阻来扩大量程，因此定值电阻应选用R2(阻值R22 k)，从而达到03 V量程，待测金属丝阻值Rx约5 ，且滑动变阻器是限流式接法，因此滑动变阻器应选用R3(010 )(2)电压表的读数为U，那么金属丝与电流表两端的总电压为3U，由于电流表的读数为I，则金属丝电阻RxRA.答案：(1)EF(2)RA2某同学用伏安法测量待测电阻的阻值现有器材为：待测电阻R(阻值约为5 )电源(电动势3 V)滑动变阻器(阻值范围010 )电流表(量程0.6 A,3 A)电压表(量程3 V,15 V)开关，导线若干实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用回答下列问题：(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图(2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V，电流表的示数始终接近0.写出产生这种现象的一个原因：_.(3)在连线正确后，闭合开关电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示由图可知，电压表读数为_ V，电流表读数为_ A由此可得待测电阻的阻值为_ (结果保留3位有效数字)解析：(1)因为电源电动势为3 V，则电压表的量程选用3 V，根据欧姆定律知，电流的最大值大约0.6 A，则电流表量程选择0.6 A，根据实物图进行连线(2)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V，电流表的示数始终接近0，产生这种现象的原因是待测电阻R断路，由于电压表内阻非常大，导致电流表电流接近0，电压表电压测得是电源电压(3)由图可知，电压表的读数为2.20 V，电流表的读数为0.48 A，根据欧姆定律得，待测电阻R 4.58 .答案：(1)如图所示(2)待测电阻R断路(3)2.200.484.5832018湖南重点中学模拟用下列器材组装成一个电路，使其既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能描绘小灯泡的伏安特性曲线A电压表V1(量程6 V，内阻很大)B电压表V2(量程4 V，内阻很大)C电流表(量程3 A，内阻很小)D滑动变阻器R(最大阻值10 ，额定电流4 A)E小灯泡L(2 A,7 W)F电池组(电动势E，内阻r)G开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整(2)每一次操作后，同时记录电流表、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(I，U1)、(I，U2)，标到UI坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E_ V，内阻r_ (结果保留两位有效数字)(3)在UI图象中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_ ，电池组的效率为_(结果保留两位有效数字)解析：(1)电路图如右图所示(2)由纵轴的截距可以求出电源的电动势E5.5 V，UI图线的斜率的绝对值表示内阻的大小，可以求出r|1.0 .(3)交点处两个电压表的示数相同，故滑动变阻器的电阻为0，由题图乙可知，交点处对应的电源的输出功率为P1IU23.5 W7 W，电源的总功率PIE25.5 W11 W，电池组的效率100%100%64%.答案：(1)电路图如解析图所示(2)5.51.0(3)064%42018湖北武汉模拟现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源(电动势约为6 V，内阻不计)，电压表V1(量程02.5 V，内阻约为2.5 k)，电压表V2(量程03 V，内阻约为10 k)，电阻箱R0(最大阻值为9 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值为3 k)，滑动变阻器R2(最大阻值为500 )，单刀双掷开关一个，导线若干(1)在图(a)中完成实验电路原理图的连线；(2)电路中应选用滑动变阻器_(选填“R1”或“R2”)；(3)按照下列步骤进行实验：闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；闭合开关，将电阻箱调到6 k，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为1.60 V，电压表V2的示数为2.40 V；保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2 k，此时电压表V1的示数如图(b)所示，其示数为_V，电压表V2的示数为1.40 V.(4)根据实验数据，计算得到电源的电动势为_ V，电压表V1的内阻为_ k，电压表V2的内阻为_ k.解析：(1)由于两个电压表的量程都小于电源的电动势，两个电压表串联后的总电压仍然小于电源的电动势，故应该用滑动变阻器作为保护电阻如果只是测量电动势，可以采用如图甲所示的电路，但是要想计算电压表V1、电压表V2各自的内阻，需要将电路改进，设计的电路有图乙、图丙所示的两种；而通过电压表V1的最大电流约为1 mA，通过电压表V2的最大电流约为0.3 mA，故设计的电路应该选择图乙(2)根据(1)中电路图的连接，因为电压表的内阻较大，故滑动变阻器的最大阻值应该大于电压表V1的内阻，故滑动变阻器应该选择R1.(3)题图(b)所示的电压表的最小刻度为0.1 V，故估读到0.01 V，其读数为2.10 V.(4)对图乙，设电压表V1和电压表V2的内阻分别为r1、r2，示数分别为U1、U2，滑动变阻器的电阻调到r，由闭合电路的欧姆定律，得EU1U2()r，EU1U2()r，其中R016 k，R022 k，对电压表V1和电压表V2所在的电路，由串并联规律得，代入数据，联立解得E5.60 V，r12.5 k，r210 k.答案：(1)如图乙所示(2)R1(3)2.10(4)5.602.5105要测量灵敏电流表G1的内阻Rg1，实验室可供选择的实验器材如下：待测电流表G1(05 mA，内阻约为300 )；电流表G2(010 mA，内阻约为100 )；定值电阻R1(阻值为300 )；定值电阻R2(阻值为10 )；滑动变阻器R3(阻值为01 000 )；滑动变阻器R4(阻值为020 )；干电池(E3 V，内阻不计)；开关S及导线若干(1)实验中要求电流能从零开始调节，定值电阻和滑动变阻器应分别选择_(填写器材前的序号)请在虚线框中画出符合要求的实验电路图(2)按电路图连接实物后，进行多次测量，记录电流表G1、G2的读数I1、I2，以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线如图甲所示写出待测电流表的内阻的表达式Rg1_(用I2I1图线的斜率k及定值电阻的符号表示)(3)若实验中测得Rg1320 ，利用图乙所示电路可将电流表G1改装成量程为015 mA和050 mA的双量程电流表，由题给条件和数据，计算并联电阻的阻值RA_，RB_.解析：(1)由于待测电流表G1量程小于电流表G2的量程，根据欧姆定律可知应将与待测电流表内阻接近的定值电阻R1与其并联，所以定值电阻应选；由于滑动变阻器采用分压式接法时，滑动变阻器的最大阻值越小调节越方便，所以应选择最大阻值较小的.(2)根据欧姆定律应有I2I1IR1I1I1kI1，即斜率k，解得Rg1(k1)R1；(3)量程为015 mA时有：15 mAI1IABI1I1(1)，代入数据整理可得RARB160 ；量程为050 mA时有：50 mAI1IAI1I1(1)，代入数据整理可得9RA320 RB，联立解得RA48 ，RB112 .答案：(1)、电路图如图所示(2)(k1)R1(3)481126
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