(3)由上可得RA=R.
特别提醒 当R0?RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样
表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小.
例4 (2020·山东·22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm,查得铜的电阻率为1.7×10 Ω·m,再利用图35甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
2
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图35
可供使用的器材有:
电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω; 电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ; 滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω; 滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω; 定值电阻:R0=3 Ω;
电源:电动势6 V,内阻可不计; 开关、导线若干. 回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选__________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至__________端(填“a”或“b”).
(2)在图36所示实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图35甲电路完成剩余部分的连接.
图36
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图35乙所示,读数为________ V. (4)导线实际长度为________ m(保留2位有效数字).
解析 (1)因控制电路是限流式接法,而测量电路总电阻大于3 Ω,为使测量电路有较大的调节范围,滑动变阻器应选用总阻值较大的R2.为了保证开关闭合时电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大,即开关闭合前滑片应置于a端.
(3)由题图乙知该电压表的分度值为0.1 V,故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30 V.
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UlRxS
(4)测量电路的总电阻R0+Rx==4.60 Ω,故Rx=1.60 Ω.由Rx=ρ可得l=,代入数据可得l≈94 m.
ISρ答案 (1)R2 a (2)如图所示
(3)2.30(2.29~2.31均正确) (4)94(93~95均正确) 变式题组
7.[等效法测电阻]为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图37所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
图37
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值. 答案 (1)R0 标准电流表(或A0) (2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值
解析 本题方法为等效替代法,当S接1与接2时通过电路的电流I相同,可知待测微安表头的内阻与RN的电阻相同.
8.[实验创新](2020·广东·34(2))图38(a)是测量电阻Rx的原理图,学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6 A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.
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图38
①根据原理图连接图(b)的实物图.
②断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0 V时,单位长度电阻丝的电压u=________ V/cm,记录此时电流表A1的示数.
③保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值,测量数据已在图(c)中标出,写出Rx与L、I、u的关系式Rx=________;根据图(c)用作图法算出Rx=________ Ω.(计算结果保留一位有效数字) 答案 ①如图所示 ②0.1 ③
Lu
6 I
解析 本题考查实物连接、实验步骤、实验数据处理,意在考查考生对实验原理的理解及数据处理的能力.断开S2,合上S1,电阻丝两端的电压为3.0 V,则电阻丝单位长
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3.0 V
度的电压为u==0.1 V/cm.由于电流表A1的示数不变,因此ac段单位长度上的电压不变,Rx两
30.0 cm端的电压为Lu,根据欧姆定律有Rx=
LuRx
.L=I,作出图象,如图所示,则根据图象的斜率求得Rx=6 Ω. Iu
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