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(五)实验题高分练四电学创新1.实验室为了测量阻值约为几百欧姆的电阻的阻值,小勇利用如下的实验器材改装成了一个简易欧姆表。A.满偏电流为Ig=500 A、内阻为Rg=1 000 的电流计GB.内阻可忽略不计的电动势为1.5 V的干电池EC.可调范围在099.99 的电阻箱R1D.可调范围在0999.9 的电阻箱R2E.可调范围在0100 的滑动变阻器R3F.可调范围在010 00 的滑动变阻器R4G.开关和导线若干请回答下列问题:(1)小勇通过分析可知,该电流计的内阻过大,导致误差较大,因此小勇首先将该电流计G改装成量程为03 mA的电流表,则电流计G应(选填“串联”或“并联”)电阻箱(选填“R1”或“R2”),且应把电阻箱调至;(2)完成操作(1)后,小勇利用改装后的电流表改装成了满足题中要求的欧姆表,使指针位于表盘中央刻度时,对应被测电阻的阻值为500 ,请将设计的电路补充完整,并标出相应符号,其中A为(选填“红”或“黑”)表笔;(3)利用该欧姆表测量一未知电阻时,电流计G的读数为200 A,则该电阻的阻值约为。(结果取整数)2.某实验小组的同学,设计了图甲所示的电路图,既可以用来测量电压表的内阻,也可以用来测量电源的电动势和内阻。实验器材有:电源E,电压表V,电阻箱R1(09 999 ),滑动变阻器R2,一个单刀双掷开关S,导线若干。(1)实验首先测量电压表内阻,实验步骤如下:将滑动变阻器R2的滑片滑至最左端,同时将电阻箱R1阻值调至0。将开关接向1,调节R2的滑片,直至电压表满偏。保持R2不变,调节R1阻值,使电压表示数达满偏刻度的13,读出此时电阻箱的阻值记为R,则电压表的内阻RV=。通过上述方法得到电压表的内阻测量值真实值。(选填“大于”或“小于”)(2)接下来测量电源的电动势和内阻。为了保护电路,该小组同学又在电路中加上了保护电阻R0=25 ,如图乙所示,实验步骤如下:将滑动变阻器R2的滑片滑至最左端,不再移动,同时将电阻箱R1阻值调至0。将开关接向2,记下电压表读数为3 V。改变电阻箱R1接入电路的电阻值,读取电压表对应的示数U。根据读取的多组数据,小组同学画出了图丙所示的图像,图中虚线是图中曲线的渐近线。根据该图像及测得数据,可求得该电源的电动势E=V,内阻r=。(保留两位有效数字)3.根据如图甲电路,可以测出定值电阻R0的阻值以及电源的电动势E和内阻r,图中R是电阻箱(0999.9 ),两个电表都是相同的理想电压表(分别用V1和V2表示,对应的示数分别为U1、U2)。(1)请在虚线框内画出图甲中实物连接电路所对应的电路图(原理图);(2)接通电源进行实验,调节电阻箱R,当其各旋钮位置及两电表(没有标出刻度值)示数如图乙所示。可读得电阻箱的阻值R=,已知此时V1的读数为U1=2.60 V,则V2的读数应该为U2=V,可求得定值电阻R0=(此空保留3位有效数字);(3)测出R0后,再次调整电阻箱R,改变并记录多组的(R,U1,U2)值。A、B两位同学根据表格中的数据,分别画出如图丙中的(A)、(B)图线。丙假设图中的纵截距和横截距均已得出(即图中a1、a2和b1、b2为已知),则由图线(A)可得出电源电动势E=;由图线(B)可得出电源内电阻r=。答案精解精析1.答案(1)并联R2200.0(2)如图所示红(3)750解析(1)将电流计改装成量程为03 mA的电流表时,应并联一电阻,该电阻的阻值为R=IgRgI-Ig=200 ,即应并联电阻箱R2,且应把电阻箱调至200.0 ;(2)改装后的电流表的内阻为R内=IgRgI=50010-61103310-3 =5003 ,如果要求改装后电流表的示数为1.5 mA时对应被测电阻的阻值为500 ,则需串联一阻值为R=1.5V1.5mA-5003 -500 333 的电阻,因此选用滑动变阻器R4,电路设计如答案图所示;(3)改装后电流表量程为改装前电流计量程的6倍,当电流计的读数为200 A,电路中的电流为I=200 6=1.2 mA,则待测电阻的阻值为Rx=1.5V1.2mA-5003 -333 750 。2.答案(1)12R大于(2)9.050解析(1)保持R2不变,调节R1阻值,使电压表示数达满偏刻度的13,此时电阻箱两端分得电压为满偏刻度的23,由电路的连接方式可知电压表的内阻RV=R2。由于电阻箱电阻的接入导致电阻箱两端的电压偏大,所以电压表的内阻测量值大于真实值。(2)在测量电源的电动势和内阻实验中,由题图乙电路图可知调节R2的滑片滑至最左端不再移动,同时调节电阻箱R1阻值为0,将开关接向2,电压表读数为3 V,即保护电阻两端的电压。由题图丙可知,电源电动势为9.0 V,所以电源内阻为2R0=50 。3.答案(1)见解析图(2)17.11.4020.0(3)a1b1-R0解析(1)根据题图甲所示实物电路图作出实验电路图如图所示:(2)由图示电阻箱可知,电阻箱示数R=0100 +110 +71 +10.1 =17.1 ;V1的读数为U1=2.60 V时,由图示电压表可知,V2的读数应该为U2=1.40 V,电路电流I=U2R0=U1-U2R,得定值电阻R020.0 ;(3) 由图示电路图可知,在闭合电路中,电源电动势E=U1+Ir=U1+U2R0r,则U1=E-rR0U2,由图线(A)可知,电源电动势E=a1;在闭合电路中,E=I(R+R0+r)=U2R0(R+R0+r),则R=1U2ER0-R0-r,由图线(B)可知,-b1=-R0-r,电源内阻r=b1-R0。
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