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文档简介
1、第讲电学实验基础教材阅读指导(对应人教版新教材必修第三册页码及相关问题)P6265阅读“实验1长度的测量及测量工具的选用”这一部分内容。P65图11.37,说明此电路的连接方式?若电源电动势为E,内阻不计,电压表和电流表均看作理想电表,说明滑动变阻器对负载R两端的电压调节范围。提示:负载R与滑动变阻器滑片左侧部分并联,该并联部分又与滑动变阻器滑片右侧部分串联。滑动变阻器对负载R两端的电压调节范围为0E。P67练习与应用T3,读出图11.314两电表示数。提示:1.20 V,0.50 A。P71练习与应用T1图11.47和T2图11.49中,滑动变阻器分别是什么接法?在A、B端输入电压和滑动变阻
2、器总阻值一定的情况下,哪种接法对电压的或电流的调节范围大?提示:T1图11.47中的滑动变阻器为限流式接法;图11.49中的滑动变阻器为分压式接法,在A、B端输入电压和滑动变阻器总阻值一定的情况下,分压式接法对电压或电流的调节范围大。P71练习与应用T3,伏安法测电阻时甲、乙两种电路都有误差,两种电路的误差各来源于什么?测量值与真实值的大小关系各是什么?什么情况下用甲图测量误差较小?什么情况下用乙图测量误差较小?提示:甲图为电流表外接法,误差来源于电压表的分流,测量值等于待测电阻和电压表并联的总阻值,比待测电阻真实值小,当待测电阻远小于电压表内阻时用该电路测量误差较小;乙图为电流表内接法,误差
3、来源于电流表的分压,测量值等于待测电阻和电流表串联的总阻值,比待测电阻真实值大,当待测电阻远大于电流表内阻时用该电路测量误差较小。物理观念螺旋测微器1构造:如图甲所示,B为固定刻度,E为可动刻度。2用途:测量厚度、长度、外径。3原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而圆周上的可动刻度E有50个等分刻度,因此可动刻度每旋转一格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上。4读数:测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)×0.
4、01(mm)。如图乙所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm。物理观念游标卡尺1构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪,游标卡尺上还有一个深度尺)。(如图丙所示)2用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。3原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常用的游标卡尺有10分度、20分度、50分度,其规格见下表: 刻度格数(分度)刻度总长
5、度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(xK×精确度) mm。物理观念常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时对应的电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。(1)03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于015 V量程的电压表,精
6、确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。(3)对于00.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。考点1常用仪器的使用与读数1.游标卡尺读数注意事项(1)看清精确度如图a所示,易读错成11 mm4×0.1 mm11.40 mm,正确的读数应为11.4 mm,游标卡尺不需要估读,后面不能随意加零或去零;如图b所示,易读错成10 mm12×0.05 mm10.6 mm,正确的读数应为10.60 mm。(2)主尺上的单位为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指
7、厘米,读数时应将毫米和厘米分清,游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。如图c所示,易读错成5 mm4×0.05 mm5.20 mm,正确的读数应为50 mm4×0.05 mm50.20 mm。(3)区分零刻度与游标尺最前端如图d所示,易读错成13 mm10×0.05 mm13.50 mm,正确的读数应为14 mm10×0.05 mm14.50 mm。2螺旋测微器的读数需要估读最后一位数字为估读数字,读数和记数时估读位为有效数字的最后一位。如图e所示,固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米的部分从可动刻度上读得示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm15.
8、0×0.01 mm2.150 mm。例1(1)有一金属材料制成的圆柱形物体,当用游标卡尺来测它的截面直径d时,示数如图甲所示,则d_ mm。然后利用伏安法测量该物体的电阻,此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,则金属物体两端的电压为U_ V,流过该物体的电流为 I_ A。(2)在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示,校零时的读数为_ mm,合金丝的直径为_ mm。答案(1)30.502.250.42(2)0.007(0.0050.008均可)0.638(0.6360.640均可)解析(1)游标卡尺主尺的读数为30 mm,游标尺上第10条
9、刻度线与主尺某刻度线对齐,由于游标尺是20分度的,所以读数为30 mm0.05×10 mm30.50 mm。电压表选用03 V量程,分度值为0.1 V,读数时应估读到分度值的,所以读数为2.25 V;电流表选用00.6 A量程,分度为0.02 A,读数时应估读到分度值的,所以读数为0.42 A。(2)校零时螺旋测微器的读数为00.7×0.01 mm0.007 mm。合金丝的直径为0.645 mm0.007 mm0.638 mm。 对点跟进训练(1)某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径,其示数如图a、b、c所示,该金属导线的直径读数为:a_ mmb_ mmc_ mm(2)
10、用游标尺为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图d所示,则测量结果应该读作_ mm。(3)正确读出图中各表的读数:如图e,接03 V量程时读数为_ V;接015 V 量程时读数为_ V。如图f,接03 A量程时读数为_ A;接00.6 A 量程时读数为_ A。答案(1)4.592(4.5914.594均可)1.880(1.8791.881均可)8.600(8.5998.601均可)(2)10.40(3)2.1810.80.800.16解析(1)a.读数4.5 mm9.2×0.01 mm4.592 mmb读数1.5 mm38.0×0.01 mm1.880 mmc读数8
11、.5 mm10.0×0.01 mm8.600 mm。(2)读数10 mm20×0.02 mm10.40 mm。(3)读数2.18 V,读数10.8 V。读数0.80 A,读数0.16 A。考点2关于电阻的测量1.电表的接法(1)电流表内、外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRA>Rx测量值大于真实值R测<Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大电阻小电阻(2)两种电表接法的选择阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜
12、采用电流表内接法。比值比较法a若>(或Rx< ),则用电流表外接法。b若<(或Rx> ),则用电流表内接法。试触法:如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,若电流表示数变化较大,说明电压表分流较大,应选用电流表内接法;若电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,则选用电流表外接法。2滑动变阻器的接法(1)滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明两种接法电路图(忽略电源内阻)串、并联关系不同负载R上电压调节范围UE0UE分压电路调节范围大负载R上电流调节范围I0I分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件(2)滑动变阻器必须接成分压电路
13、的几种情况要求电压表能从零开始读数,或要求电压(或电流)变化范围足够大。当待测电阻RxR(滑动变阻器的最大阻值)时。若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表等元件的允许电流。注:为了便于调节,分压式接法要选用最大阻值较小的滑动变阻器。3常见的电阻测量方法(1)伏安法伏安法测电阻是电学实验的基础,它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测电表内阻等。电路图特点:大内大,小外小(测大电阻时应用内接法,测量值比真实值大;测小电阻时应采用外接法,测量值比真实值小)。(2)伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)已知内阻的电压表可作电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电
14、流表使用(如图甲),这是设计电路中的高频考点。(3)安安法测电阻(电流表的灵活选用)已知内阻的电流表可作电压表使用,在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表使用(如图乙),这是电学设计电路的高频考点。(4)用“替代法”测电阻实验原理(如图所示)实验步骤S先与2相接,记录的示数,再与1相接,调节R值使示数与原值相等,则RxR。说明a对的要求,只要有刻度且不超过量程即可,与指针位置是否超量程无关,因为电流表示数不参与运算。b也可以用一只电压表测量。(5)半偏法测电表的内阻 实验原理半偏法测电表内阻的两种情况半偏法测电流表的内阻RA:如图甲所示,闭合S1,断开S2,调节滑动变阻器R1,使电流
15、表达到满偏值I0;保持R1不变,闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表的读数等于,然后读出电阻箱R2的阻值R2,则有RAR2。半偏法测电压表的内阻RV:如图乙所示,闭合S,将电阻箱R4的阻值调为零,调节滑动变阻器R3,使电压表达到满偏值U0;保持R3的阻值不变,调节R4,使电压表的示数为,记下此时电阻箱的示数R4,则有RVR4。方法突破两种半偏法的比较(结合图甲、乙)测电流表内阻RA测电压表内阻RV实验条件R1RAR3RV误差产生原因闭合S2后,总电流变大,IR2>R4连入后,与R4两端的电压变大,UR4>测量结果RA测R2<RARV测R4>RV说明:半偏法测电流表的内阻时
16、,只有当R1RA(R1R2)时,RA测RA。R1RA、R1R2为选器材提供依据,即R1应选阻值较大的电阻;在安全范围内电源应选电动势较大的。半偏法测电压表的内阻时,只有当R3RV(R3R4)时,RV测RV。同理,R3RV、R3R4也为选器材提供依据,即R3应选阻值较小的电阻;在安全范围内,电源应选电动势较大的。(6)电桥法测电阻如图所示,在a、b间接一灵敏电流计,当其读数为零时Uab0,相当于a、b间断路,此时ab,则有IR1IR3,IR2IR4,两式相除得,所以知道其中任意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值。例2(2020·全国卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用
17、电压表的内阻为1 k,电流表内阻为0.5 。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图a所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图b所示的两条UI图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题:(1)图b中标记为的图线是采用电压表跨接在_(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。(2)根据所用实验器材和图b可判断,由图线_(填“”或“”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为_ (保留1位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为_ (保留1位小数)。答案(1)O、P(2)50.
18、5(3)50.0解析(1)若将电压表跨接在O、P两点之间,则I,UI,可知对应UI图线的斜率为。若将电压表跨接在O、Q两点之间,则UI(RxRA),可知对应UI图线的斜率为(RxRA)。对比题图b可知k>k,所以题图b中标记为的图线是采用电压表跨接在O、P两点之间的方案测量得到的。(2)因为待测电阻的阻值为几十欧姆,且通过UI图线的斜率可大致估算出待测电阻的阻值为50 左右,故<,说明待测电阻的阻值较大,所以电流表应采用内接法,即电压表应跨接在O、Q两点之间,所以由图线得到的结果更接近待测电阻的真实值。根据图线可得Rx50.5 。(3)考虑电流表
19、内阻的影响,则修正后待测电阻的阻值为RxRxRA50.5 0.5 50.0 。 对点跟进训练1(2020·海南高考)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r13.0 k),电压表V2(量程5 V,内阻r25.0 k),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 ),待测定值电阻Rx,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),单刀开关S,导线若干。回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填“限流”或“分压”)。(2)将虚线框中的电路原理图补充完整。(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在图a给出的坐标纸上
20、补齐数据点,并绘制U2U1图像。 测量次数12345U1/V1.001.502.002.503.00U2/V1.612.413.214.024.82(4)由U2U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx_ (结果保留三位有效数字)。(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry(阻值约为700 )的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图b的虚线框内画出你改进的电路图。答案(1)分压(2)图见解析(3)图见解析(4)1.82×103(5)图见解析解析(1)由电路图可知,V1与Rx串联,由于各电压表的内阻比较大,滑动变阻器阻值较小
21、,为了测得多组数据,滑动变阻器应采用分压接法。(2)根据实验原理,其电路图如图所示。(3)根据表中的实验数据,绘制的U2U1图像如图所示。(4)根据实验电路图,有Rx,变形得U2U1,则U2U1图线的斜率为k,根据U2U1图像可得斜率k1.605,则Rx1.82×103 。(5)因待测电阻Ry(阻值约为700 )的阻值较小,若仍与电压表V1串联,则所分得的电压过小,实验误差较大,故将待测电阻Ry与Rx串联,求出Rx和Ry串联的总电阻,即可求出Ry的阻值。故改进后的电路图如图所示。2某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10 k、额定电功率为0.1 W的
22、电阻Rx,现有以下实验器材可以选择:A电流表A1(量程为1 mA,内阻约为100 )B电流表A2(量程为3 mA,内阻约为20 )C电压表V1(量程为10 V,内阻约为50 k)D电压表V2(量程为30 V,内阻约为100 k)E直流电源E(电动势为9 V,内阻约为1 )F滑动变阻器R1(20 ,1 A)G开关、导线若干(1)为了方便并能多次测量使结果尽可能精确,电流表应选_,电压表应选_;(填器材前面的序号)(2)根据所选器材在方框内设计并画出电路图;(3)若操作、读数、计算均无误,考虑到电表内阻影响,R测_R真(填“大于”“等于”或“小于”);(4)为避免电表内阻的影响,小组成员提出用新的
23、器材设计另外的方案如图所示,连接好电路后,闭合开关S1,调节各可变电阻,使得开关S2由断开到闭合,灵敏电流计G指针无偏转,并记录此时电压表示数U和电流表示数I,则待测电阻Rx_,该方案中若从系统误差分析,R测_R真(填“大于”“等于”或“小于”)。答案(1)AC(2)图见解析(3)大于(4)等于解析(1)由题中数据知,Rx的额定电压U010 V,而由于电源电动势为9 V,故电压表应该选择量程为10 V的V1;通过待测电阻的最大电流约为Im mA0.9 mA,故电流表应该选择A1。(2)由于待测电阻阻值很大,故电流表应该选择内接,由于滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值,故应该采用分压式接法,电路
24、图如图。(3)由于电压表示数为待测电阻和电流表电压之和,故其值大于真实值,由R可知待测电阻的测量值大于真实值。(4)当S2由断开到闭合,灵敏电流计G指针无偏转,即电流计中无电流,因此电压表的示数即为待测电阻两端电压,电流表示数为通过待测电阻的电流,因此Rx;由前面分析可知,电压表、电流表的值均为真实值,因此无系统误差,即R测等于R真。考点3实验器材的选择和实物图连接1.电学实验仪器的选择选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等,一般要考虑四方面因素:(1)安全因素:通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。(2)误差因素:选用电表应考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电
25、流表在使用时,其指针应偏转到满偏刻度的以上;使用多用电表欧姆挡时应选择合适的倍率挡,使指针尽可能在中间刻度附近。(3)便于操作:选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又便于调节。在调节滑动变阻器时,应使其大部分电阻线都被用到。(4)实验实际:除以上三个因素外,还应注重实验实际,如所用的电源与打点计时器的匹配问题等。在选取电表时,在保证安全性的前提下,准确性优先,例如当遇到某一待测电阻不要求一定达到某一电压或电流的情况时,即使电源电动势较大,待测电阻的最大电流或最大电压也较大,超过了比较小的电表的量程,但用较大量程的电表,读数又会小于量程,则在滑动变阻器控制电压或电流保证
26、安全的情况下,还是要选取较小量程的电表进行测量以便减小误差。2实物图连接的注意事项(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图,按顺序以单线连接方式将干路中串联的元件依次串联起来;然后将需要并联的元件再并联到电路中去。(2)连线时要将导线接在接线柱上,导线不能交叉。(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。例3(2016·全国卷)某同学利用图a所示电路测量量程为2.5 V的电压表 的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻值50 ),滑动变阻器R2(最大阻值5 k),
27、直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干。实验步骤如下:按电路原理图a连接线路;将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图a中最左端所对应的位置,闭合开关S;调节滑动变阻器,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。(2)根据图a所示电路将图b中实物图连线。(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变。计算可得电压表的内阻为_ (结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表
28、头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。A100 A B250 AC500 A D1 mA答案(1)R1(2)如图所示(3)2520(4)D解析(1)在保证电路安全的前提下,分压式电路中的滑动变阻器应选用总阻值小的。(2)图见答案。(3)电压表示数为2.00 V,说明电阻箱分压为0.5 V,可知RV4R4×630.0 2520 。(4)I满1 mA。 对点跟进训练1(2017·全国卷)某同学利用如图a所示的电路测量一微安表(量程为100 A,内阻大约为2500 )的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ,另一个阻值为2000 );电阻箱Rz(最大
29、阻值为99999.9 );电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图a将图b中的实物连线。 (2)完成下列填空:R1的阻值为_(填“20”或“2000”)。为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图a中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 ,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)。将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持
30、不变,发现将Rz的阻值置于2601.0 时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_ (结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:_。答案(1)图见解析(2)20左相等2550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程解析(1)根据原理图a,将图b中的实物连线,如图所示。(2)滑动变阻器R1在实验中为控制电路,且为分压接法,应选总阻值小的滑动变阻器,故R1的阻值为20 。为了保护微安表,S1闭合时,微安表上的电压为零,故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。接通S2前后,微安表的示数保持不变,说明S2闭合后,没有电流流过S2,故B、D两点的电
31、势相等。实验过程中,由于测量电路,即由Rz、R2组成的电路的阻值很大,可认为测量电路两端的电压不变,故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变,与Rz互换前后的电路如图甲、乙所示。由于B、D两点的电势相等,对于图甲,I1RAI2RI1Rz1I2R,即对于图乙,I1Rz2I2RI1RAI2R,即所以所以RA 2550 。(3)提高测微安表内阻的精度,可减小系统误差,如调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。2某同学用图甲所示电路测量电流表G1的内阻r1。供选择的仪器如下:待测电流表G1(05 mA,内阻约200 );电流表G2(010 mA,内阻约100 );定值电阻R1(100 );定值电阻
32、R2(200 );滑动变阻器R3(01000 );滑动变阻器R4(0400 );电源E(电动势6 V,内阻可不计);开关S及导线若干。(1)实验中要求电流表G1能达到满偏,则定值电阻应选_(填“R1”或“R2”),滑动变阻器应选_(填“R3”或“R4”),按照电路图,闭合开关S前应将滑动触头移至_(填“a”或“b”)端。(2)在图乙所示实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)实验步骤如下:按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑动触头移至一端;闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2的读数I1、I2;以
33、I1为纵坐标,I2为横坐标,作出相应图线,如图丙所示。若图中直线的斜率为k,请用题中所给符号写出待测电流表内阻的表达式r1_。答案(1)R2R3a(2)如图所示(3)R2解析(1)由题中所给数据可知,当电流表G1满偏时,需使G2不超过量程,则定值电阻应选R2;由于滑动变阻器采用限流式接法,电源电动势E6 V,求得电路中最小电阻R600 ,滑动变阻器应选R3;闭合开关前应将滑片移至a端。(2)电路连接如答图所示。(3)根据并联电路的电流规律,有I1I2,化简得I1I2,作出I1I2图像,斜率k,则r1R2。1(2021·海南高考)在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电
34、源E(电动势约6 V,内阻约1 ),待测电阻Rx(阻值小于10 ),电压表V(量程3 V,内阻约3 k),电流表A(量程0.6 A,内阻约1 ),滑动变阻器(最大阻值20 ),单刀开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。回答下列问题:(1)闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片P应滑到_(填“a”或“b”)端;(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向_(填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是_(填正确选项前的标号);A电流表分压 B电压表分流C电源内阻分压(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2 ,在此情况
35、下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向_(填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37 V,电流表的示数为0.33 A,则Rx_ (结果保留两位有效数字)。答案(1)b(2)cB(3)d6.0解析(1)滑动变阻器采用限流式接入电路,开关S1闭合前,滑片P应滑到b端,使滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路。(2)根据题意可知待测电阻的阻值Rx<10 ,满足>,所以电流表的分压比较明显,电流表应采用外接法,所以开关S2应拨向c;电流表外接法的测量误差主要来源于电压表的分流,故选B。(3)若电流表内阻RA1.2 ,则电流表的分压可以准确计算,所以为使待测电阻的测量值更接近真
36、实值,电流表应采用内接法,开关S2应拨向d;电压表测量电流表和待测电阻两端的总电压,U2.37 V,电流表分压为UAIRA0.33×1.2 V0.396 V,根据欧姆定律可知待测电阻阻值为Rx 6.0 。2(2021·浙江6月选考)小李在实验室测量一电阻R的阻值。(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U11.65 V,电流表的示数如图2所示,其读数I1_ A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U21.75 V,I20.33 A。由此可知应采用电流表_
37、(填“内”或“外”)接法。(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:器材与连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图;先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻Rx_ 。此方法_(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是_。答案(1)0.34外(2)电路图见解析5有电阻箱的最小分度与待测电阻阻值比较接近(或其他合理解释)解析(1)由图2可知I10.34 A。由可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更显著,因此应采用电流表外接法。(2) 电路图如图所示。实验中两次电路电流相同,根据闭合电路欧姆定律有I,可得RxR0,读数可得Rx5 。电阻箱的最小分度和待测电阻阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4 ,则实验只能测得其为Rx5 ,误差较大。3(2018·天津高考)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 k),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:A电压表(量程01 V,内阻约为10 k)B电压表(量程010 V,内阻约为100 k)C电流表(01 mA,内阻约为30 )D电流表(00.6 A,内阻约为0.05 )E电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)F电源(电动势
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