- 示波器的使用
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(2010·安徽芜湖测试)用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有:
(1)电压表量程选用________,电流表量程选用________,滑动变阻器选用________.
(2)在方框中画出实验电路图.
(3)如图所示的U-I图象是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出E=________V,r=________Ω.
(4)若只选用两组数据,用欧姆定律算出E、r,有可能误差较大;若选用第________组和第________组数据误差最大.
正确答案
(1)0~3V 0~0.6A
(2)电路如图甲所示
(3)如图乙所示 1.5 0.5 (4)5 6
因为待测电源为一节干电池,故电压表量程选用0~3V,电流表量程选用0~0.6A;待测干电池一般内阻较小,故滑动变阻器选择总电阻为20Ω的R1可满足要求,伏安法测电源电动势和内电阻,电流表内接,电路如图所示.根据数据完成图线时,要注意尽量使数据点均匀分布在线的两侧,同时注意大胆舍弃误差较大的数据.图线与纵轴交点即为电动势值即E=1.5V,图线斜率的绝对值即为电源内电阻r=0.5Ω.过第5组、第6组数据对应点的直线与原直线截距、斜率相差最大.
(12分)为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如下图所示的实验电路。其中:
A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100;
A2是标准电流表,量程是200μA;
R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9;
R2是滑动变阻器; R3是保护电阻;
E是电池组,电动势为4 V,内阻不计;
S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关。
(1)①实验中滑动变阻器采用 接法(填“分压”或“限流”);
②根据上图所示电路的实物图,请在实物连接图右边的空白处画出实验电路图。
(2)请将该同学的操作补充完整:
①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最 ;(填“左端”或“右端”)将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150μA;
②将开关S2扳到接点b处, ,使电流表A2的读数仍是150μA。
③若此时电阻箱各旋钮的位置如右图所示,则待测电流表A1的内阻Rg= 。
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全。在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用 。(填写阻值前相应的字母)
A.200 k B.20 k
C.15 k
D.150 k
正确答案
(1)①“限流” (2分) ②见下图 (2分)
(2)①“左端” (2分)
②保持R2不变,调整变阻箱R1, (2分)
③ 86.3 (2分)
(3) B (2分)
分析:(1)由实物图可知,电路采用限流法,开关为单刀双掷开关,则可得出原理图;
(2)根据电路连接的要求及实验的原理可以知道滑片的位置及需要做的工作;电阻箱的阻值与Rg相等,读出示数即为待测值;
(3)要保证安全应使电流不超过两电流表的量程,则可得出电阻值.
解:(1)由实物图可知该电路为限流接法,原理如图所示:
(2)①闭合开关之前,应使滑动变阻器的阻值最大,滑片在最左端;
②本实验使用替代法测量电流表的内阻,因此开关a和接b时的电流表读数应该相同,开关接b时,需调节电阻箱R1.
③电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻,读数为86.3Ω.
(3)当滑动变阻器R2的阻值为零时,电路中的电流不能超过两个电流表的量程,即I=≤200×10-6,解得R3≥20 kΩ.
故答案为:(1)原理图所右图;(2)①左端;②保持R2不变,调整变阻箱R1;③86.3;(3)B.
物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,上边标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U ==V =1.23V。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计了一个电路进行测量。当电压从0V开始增大,达到1.23V时,发现灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,并将数据记录在表中。
A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表 A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑线变阻器R1(0-20Ω)
E.滑线变阻器R2(0-50Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
请你根据实验要求,帮助他们完成实验分析:
小题1:根据表中的实验数据,在给出的方格纸内作出U—I图线,并从图线上分析该灯的额定电压应为________V;这一结果大于一开始的计算结果,原因是___________________。
小题2:从表中的实验数据可以分析,他们实验时所选择的最佳器材:电流表选择________(填A1或A2);滑线变阻器选择________ (填R1或R2)。
小题3:从实验时所选择的最佳器材画出实验电路图
正确答案
小题1:2.5 V ;灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯丝电阻随温度的升高而增大)
小题2:A2 ; R1
小题3:
小题1:作出U—I图线,如图所示。
由图线得,电压等于2.5V时,电流约0.3A,其功率约为0.75W,即该灯的额定电压为2.5V。
灯泡电阻随温度升高而变大,故一开始的计算结果偏小。或者灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或答灯泡电阻随温度升高而变大,意思对就可以给分)
小题2:由记录的数据可知,毫安表需选用A2,并且需外接,在控制电路中,当采用限流式接法时,通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为(4-0.2)/0.08=47.5Ω,故选用变阻器R2完全可以满足要求;若采用分压式接法,由于灯泡的最大电阻约2.5/0.3=8.3Ω,变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16.7Ω(电动势为4V),滑动触头在阻值0~16.7Ω间滑动,也可以比较方便地进行操作
小题3:当采用限流式接法时,通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为(4-0.2)/0.08=47.5Ω,故选用变阻器R2完全可以满足要求,电路图选(A)。
若采用分压式接法,由于灯泡的最大电阻约2.5/0.3=8.3Ω,变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16.7Ω(电动势为4V),滑动触头在阻值0~16.7Ω间滑动,也可以比较方便地进行操作,电路图如下:
实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻
的电路如图所示。供选择的仪器如下:
①待测电流表(
,内阻约300Ω),
②电流表 (
,内阻约100Ω),
③定值电阻(300Ω),
④定值电阻(10Ω),
⑤滑动变阻器 (
Ω),
⑥滑动变阻器 (
Ω),
⑦干电池(1.5V),
⑧电键S及导线若干。
小题1:定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)
小题2:用连线连接实物图。
小题3:以为纵坐标,
为横坐标,作出相应图线,如图所示。
根据图线的斜率
及定值电阻(你选定的那一个定值电阻),写出待测电流表内阻的表达式 。
正确答案
小题1:③,⑥
小题2:见图
小题3:
小题1:电流表的量程为
的二倍,定值电阻与电流表属于并联关系,所以定值电阻的阻值应为300Ω,和
的电阻一样,所以分流一样可以满足两个电表均在量程之内;
因为电源电动势为1.5V,若接入所以电路中的电流最小为
所以用,采用分压式接法;
小题2:先连成串联电路,最后再并联流表,注意正负接线柱的连接,电路图如下
小题3:根据串并联电路的规律:
根据图像可知
联立:
(6分)如图所示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表G的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_____色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx="______" kΩ。
正确答案
红 5
此题涉及多用电表。在使用仪表的时候,电流总是从红表笔流入仪表,A与电源负极相连,电流从A点流入仪表,所以接线柱A相连的表笔颜色是红色。由满偏电流和电源电动势可知欧姆表的内阻为,欧姆表的中值电阻等于内阻,所以刻度盘正中央指示的阻值即Rx为5kΩ。本题考查了欧姆表的原理,有一定难度。
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