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某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ...

某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等。

(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1” 欧姆档测量,示数如图(a)所示,读数______Ω,据此应选择图中的_______(选填“b”或“c”)电路进行实验。

(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐___填 “增大”“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。

(3)图(d)是根据实验数据做出的UI图线,由图可判断元件_____(填“X”或“Y”)是非线性元件。

(4)该小组还借助XY中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和内阻r,如图(e)所示,闭合S1S2,电压表读数为3.00V,断开S2,电压表读数为1.00V,结合图(d)可算出E______V,r= _____Ω。(结果均保留两位有效数字,电压表为理想电压表)

 

(1)10 b (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50 【解析】(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1”欧姆挡测量,示数如图(a)所示,读数为10Ω.元件X的电阻远小于电压表内阻,电流表采用外接法误差较小,因此需要选择图b所示实验电路. (2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,并联支路电压增大,电流表的示数逐渐增大; (3)由图象可知,X电阻不变化;而Y所示电阻随电压的变化而变化,则可判断元件Y是非线性元件; (4)根据U-I图线得出元件X的电阻 ; 闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V, 根据闭合电路欧姆定律列出等式 解得:E=3.2V.r=0.50Ω 点睛:解答本题应知道串联电路中电阻、电流和电压的关系,会正确使用滑动变阻器,会根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化.同时解题的关键在于能掌握滑动变阻器分压式和限流式的区别,电流表内外接的区别,以及会通过图线求解电源的电动势和内阻.  
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考点分析:
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用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。

实验主要步骤:

i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;

ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I

iii)以U为纵坐标,I为横坐标,作U–I图线(UI都用国际单位);

iv)求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a

回答下列问题:

1)电压表最好选用_____;电流表最好选用_____

A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ

B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ

C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω

D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω

2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____

A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱

B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱

C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端的接线柱

D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端的接线柱

3)选用kaR1R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______r=______,代入数值可得Er的测量值。

 

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小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。

(1)图中电流表的示数为____________A.

(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:

  U(V)

1. 45

1. 36

1. 27

1. 16

1. 06

  I(A)

0. 12

0. 20

0. 28

0. 36

0. 44

 

请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出U-I 图线。

由图线求得:电动势E =__________ ;内阻r =_____________

(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为________________________________

 

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在伏安法测电阻的实验中待测电阻Rx约为200 Ω电压表的内阻约为2 kΩ电流表的内阻约为10 Ω测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示

(a)

(b)

结果由公式Rx计算得出.式中UI分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1Rx2__________(Rx1Rx2”)更接近待测电阻的真实值且测量值Rx1________(大于”“等于小于”)真实值测量值Rx2________(大于”“等于小于”)真实值.

 

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某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度.该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示.图(a)所示读数为________mm,图(b)所示读数为______ mm,所测金属板的厚度为______mm.

 

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某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。

1)已知表头G满偏电流为100 μA,表头上标记的内阻值为900 ΩR1R2R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用ab两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用ac两个接线柱,电压表的量程为3 V。则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=_______ΩR2=_______ΩR3=_______Ω

2)用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω5 kΩ。为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。

3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近_______(填“M”“N”)端。

4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值_______(填大于小于900 Ω

 

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