F. 调节&的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
③ 如果所得的K的阻值为300.00 ,则图1中被测电流计G的内阻r的测量
值为 __________________ 。,该测量值 _______________ 实际值(选填“略大于”、“略小于” 或“等于”)。
④ 给电流计O __________ 联(选填“串”或“并”)一个阻值为 ________________ kQ 的电阻,就可以将该电流计O改装为量程4V的电压表。
(2)乙同学要将另一个电流计G改装成直流电压表,但他不仅借到一块标准电 压表?、一个电池
组E、一个滑动变阻器尺和几个待用的阻值准确的定值电阻。
① 该同学从上述具体条件出发,先将待改装的表G直接与电压表@校准。 请你画完图2方框中的校准电路图。
② 实验中,当定值电阻R选用I7.om时,调整滑动变阻器尺的阻值,电压 表@的示数是4?
0V时,表G的指针恰好指到满量程的五分之二;当R选用 7.0M时,调整/?'的阻值,电压表?的
示数是2.0V时,表G的指针又指到满 量程的五分之二。
由此可以判定,表G的内阻5是 ________________ kG,满偏电流/是 _______________ mAo 若要将表G改装为量程是15V的电压表,应配备一个 ___________________ Mi的电阻。
答案:(1)①B
C F②B C A E③300略小于④串19.7
(2)①如图所示;②3.0 0.50 27.0
【解析】⑴①半偏法测量表头内阻时,首先选择滑动变阻器(必须大于电路 所需的最小电阻,
根据电路的电压为电源电动势,电路的最大电流为表头的满偏 电流,则最小电阻为一 =30KQ或一
=7.5 KQ,考虑到保护电阻
0.2x107
0.2x107
Ro=l KQ,则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 KQ或6.5KQ,电路图
屮R2是滑动变阻器,不能选择D和E只能选择F。表头 满偏吋滑动变阻器的阻值越大,实验的误差越小,所以电源选择电动势为6V的 B,而H滑动变阻器F的阻值也满足调节所需。而R,是用来测量表头内阻的电 阻箱只能选C。
② 实验步骤为:第一步闭合S2((B),第二步调节R2的阻值,使电流计满 偏(C),第三步闭合Si( (A),第四步调节&的阻值,使电流计半偏(E), 第五步读出Ri的示数为待测表头的内阻。
③ Ri的示数为待测表头的内阻是300.0KQ。闭合Si后,电路的总电阻减小, 当表头半偏时,干路电流就大于表头的满偏电流,流过电阻箱的电流就大于流过 表头的电流,所以电阻箱的阻值略小于表头内阻。
④ 给表头串联一个电阻可以改装成电压表,改装电压表的内阻为
TJ 4
Rv =亠 = ----------- =20KQ,则串联电阻大小为20Kd300Q=19.7KQ。 v I, 0.2x103
(2)本实验时对改装电压表进行校准的,将改装电压表和标准电压表并联 后要求电压从0
到满偏变化,所以滑动变阻器采用分压接法。表头的刻度均匀。
当表针恰好指到满量程的五分之二时,流过改装电压表的电流是0.4Ig,根据欧 姆定律分别有
4=0.4 Ig(R+17X10')和 2=0.4 Ig (rg+7X103)
解得表头内阻为3.0 KQ,满偏电流为:0.50mA 量程是15V的改装电压表的内阻为Rv=^ = — =30KQ,所以改装时
I,
0.2x107
串联的定值电阻是30KQ-3.0 KQ=27.0 KQ。
14 12 10 8 6 4 2 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
->-P 出 a -?-P 岀 b
从图象可以看出pa小于ph □
U1
电池的效率77
~EI 因为乙所以z大于%。
【答案】(1) 2, 0.5 (2)小于,大于
【点评】木题考查用伏阻法(电压表和电阻箱)测电源的电动势和内阻,图象法处理数据, 以及电源的输出功率及效率。难度:难。
本题的创新之处:在丄-丄图象中,内阻为横轴上的截距的绝对值的倒数,这点,在其他
R U 题目中未曾见过。
例3?某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻
(R0=5Q) —个,开关两个,导线若干,实验原理图如图14(“).
① 在图14 (b)的实物图屮,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接。
② 请完成下列主要实验步骤;
A、检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图14 (c)所示,读得电阻值是 B、将开关si闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49V;
C、将开关S2 _____ ,电压表的示数是1.16V;断开开关Si o
③ 使用测得的数据,计算出干电池的内阻是 ________ (计算结果保留二位有效数字)。 ④ 由于所有电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏 ________________ (填
“大”或“小)
(a)
XIO
XI
(b)
(c)
【解析】②从图c读出,R二20Q ;闭合归后电阻箱才工作; ③ S】闭合、S2断开时:Rv很大,认为:E = U\\ ①
S】、S2都闭合时:E =匕+%&)+”
②
R 由①、②得厂色一 1]/?一7?()=(竺一 1)x20 — 5 = 0.690
& 丿 1.16 ④ 误差分析
忽略电压表对电路的影响时求得的电动势为测量值,根据①式,£测=卩「
考虑电压表对电路的影响时求得的电动势为真实值,设电压表的电阻为心,则①式变为: &(A+P(R()+i*),显然己测<Uy 即测得的电动势比实际值偏小。
Rv
【扩展】求测得的内阻比实际值偏大述是偏小? 根据①②两式求得的是内阻的测量值,即禺=U[~U2 R-R.
2
考虑电压表对电路的影响时①②两式变为
E = S + 寻(R°+Q
③
Rv
山=
根据③④两式解得的内阻为真实值,得
TJ -IJ
这里要注意:由于CAvtA ,所以 ——是负值,所以q 式中的分母比I?测
R
v
式中的分母小,所以金 <金,即测得的内阻比实际值也是偏小。这个问题,历来是物理 研究问题的难点和易错点。
【答案】
(2)①如图所示;②20 Q;闭合;③0. 69 Q④小
【点评】本题是用一个电压表测电动势,用伏阻法测内阻。考查了实物电路的连接和电阻箱 的读数法。难度:较容易。
用伏阻法测量电压表内阻
例3.利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Rv。图中B为电源(内阻可忽略 不计),R为电阻箱,K为电键。 ① 将图中实物连接为测量所用的电路。
② 写出实验中必须记录的数据(用符号表示),并指出各符号的意义:
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