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1、第八单元恒 定 电 流微专题7电学实验仪器的使用和基本电路的选择见自学听讲P146一基本测量工具、仪器和仪表的读数1.游标卡尺、螺旋测微器、欧姆表的读数(1)游标卡尺构造(如图所示)原理:游标卡尺的主要部分是主尺和一条沿着主尺滑动的游标尺。在同样长度的主尺和游标尺上分成不同的等份,利用它们每一等份长度上的差异,来读出较精确的测量数据。比如50分度游标卡尺上,50个分度的总长只有主尺的49 mm长,则游标上每个分度比主尺上每个分度短150 mm=0.02 mm,将这个差异称为精度,即它的测量精度为0.02 mm。根据游标上的分度格数,常把游标卡尺分为10分度、20分度和50分度三种,它们的精度分
2、别为0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm。游标卡尺的读数规则游标尺(mm)精度(mm)刻度格数刻度总长度每小格与1毫米差1090.10.120190.050.0550490.020.02游标卡尺的读数要三看:一看游标尺的分格数,由此确定精度;二看游标尺上0刻度线位置(易与游标尺的边界混淆);三看游标尺的哪条刻度线与主尺上的刻度线对齐,即游标卡尺的读数=主尺(整毫米数)+游标尺(对齐格数精度),精度包括0.1 mm、0.05 mm或0.02 mm,读数时不需要向后估读一位。(2)螺旋测微器(千分尺)构造(如图所示)原理:利用螺旋转动,将微小的直线位移化为角度变化,并在较大的圆周上对其进行
3、显示。取螺纹的螺距为0.5 mm,即测微螺杆旋转一周时前进或后退0.5 mm,将螺旋分成50等份,每一等份表示沿螺杆位移变化0.550 mm=0.01 mm,即螺旋测微器的分度值是0.01 mm。测量时要估读到千分位,故而得名“千分尺”。螺旋测微器的读数规则螺旋测微器的读数要“三步”:一步读整,读出固定刻度上的整毫米数;二步读零,看半毫米刻度线是否露出;三步读螺旋,即螺旋测微器的读数=固定刻度示数(单位:mm;注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度示数精度(0.01 mm),读数时要估读,即以毫米为单位时,有效数字要保留到小数点后第三位。例1某同学要测量一由均匀新材料制成的圆柱体的长度、直径、电
4、阻,其步骤如下:(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度为 cm。(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径为 mm。解析(1)游标卡尺的读数=主尺(整毫米数)+游标尺(对齐条数精度),题中游标卡尺的主尺部分的读数为 6 mm,对齐条数为第15条,20分度的游标卡尺的精度为120 mm=0.05 mm,所以读数为6 mm+150.05 mm=6.75 mm=0.675 cm。(2)螺旋测微器的读数=固定部分+可动部分,题中螺旋测微器的固定部分为4.5 mm,可动部分为20.00.01 mm=0.200 mm,所以读数为4.5 mm+0.200 mm=4.7
5、00 mm。答案(1)0.675(2)4.700变式1某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为 cm,高度为 mm。甲乙解析游标卡尺读数d=12 mm+4120 mm=12.20 mm=1.220 cm,螺旋测微器的读数h=6.5 mm+36.00.01 mm=6.860 mm。答案1.2206.8602.电压表、电流表的读数规则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电表允许通过的最大电压或电流,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。(1)03 V的电压表和03 A的电流表的读
6、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。例2如图所示为电压表、电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示。(1)若使用的是03 V量程,读数为V。若使用的是015 V量程,读数为V。(2)若使用的是00.6 A量程,读数为A。若使用的是03 A量程,读数为A。解析(1)对于电压表
7、,当选取03 V量程时,每小格为0.1 V,读数为1.68 V,当选取015 V量程时,每小格为0.5 V,读数为8.4 V。(2)对于电流表,当选取00.6 A量程时,每小格为0.02 A,读数为0.47 A,当选取03 A量程时,每小格为0.1 A,读数为2.35 A。答案(1)1.688.4(2)0.472.35变式2如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“-”和“+0.6”两接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表 A;图中表针示数为 A;当使用电流表的“-”和“+3”两个接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A。图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘。当使
8、用较小量程时,测量电压最大值不得超过 V,每小格表示 V,图中指针示数为 V;若使用的是较大量程,则表盘刻度每小格表示 V,图中指针示数为 V。解析结合电流表和电压表所选量程,首先应正确读出相应的分度值,然后根据表针所指位置及读数方法可得结果。答案0.020.340.11.703.000.12.200.511.0二实验器材的选取和实物图连接1.电学实验器材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,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:选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时,其指针应偏
9、转到满偏刻度的13以上;使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位。(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用到。(4)节能因素:这是最后考虑的方面,一般要选用能耗小的电路,例如滑动变阻器若既能用分压式接法又能用限流式接法,应选择限流式接法,能耗小。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,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来;其次将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,两条导线不能交叉
10、。(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为了测量一电阻的阻值Rx,现有以下器材:蓄电池E,电流表,电压表,滑动变阻器R,电阻箱RP,开关S1、S2,导线若干(电流表、电压表均不能看作理想的电表)。某活动小组设计了如图甲所示的电路。实验的主要步骤如下:a.闭合S1,断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表示数合适,记下两表示数分别为I1、U1;b.闭合S2,保持RP阻值不变,记下电流表和电压表示数分别为I2、U2。甲乙(1)按电路图在实物图乙上连线。(2)写出被测电阻阻值的表达式:Rx=(用两电表的读数表示)。(3)若电流表、电压表都不是理想电表
11、,则被测电阻的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。解析(1)实物连线图如图丙所示。丙(2)第一次测量,由欧姆定律知,测量的电阻为电压表和RP的并联电阻,即U1I1=R并;第二次测量,测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻,U2I2=RxR并Rx+R并,联立解得Rx=U1U2U1I2-U2I1。(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量,其测量值等于真实值。答案(1)如图丙所示 (2)U1U2U1I2-U2I1(3)等于三伏安法测电阻1.电压表和电流表的内、外接法(1)两种接法比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值R测=U
12、测I测=Rx+RARx测量值大于真实值R测=U测I测=RxRVRx+RVRx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻(2)两种电路的选择阻值比较法: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,宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大,小外偏小”。临界值计算法:RxRVRA时,用电流表内接法。实验试探法:按图示接好电路,让连接电压表的导线P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则应采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则应采用电流表内接法。例4
13、某同学准备测定一只电阻的阻值,欲采用伏安法进行测定。已知被测电阻R的阻值为几千欧,除电阻R外,还有以下的实验仪器:A.直流电源,电压为12 V,内阻不计B.电压表,量程为03 V和015 V,内阻分别为2 k和10 kC.电流表,量程为00.6 A和03 A,内阻分别为20 和4 D.电流表,量程为05 mA,内阻约为40 E.滑动变阻器,阻值为050 F.开关一只、导线若干在上述仪器中,电压表的量程应选择 V,电流表应选用(用字母表示),请画出电路原理图,并用笔画线作为导线,在图甲中将你选用的仪器连接起来。甲解析电源电动势为12 V,则电压表选择015 V量程;待测电阻的阻值为几千欧姆,则通
14、过电阻的电流为几毫安,电流表应选择D。待测电阻的阻值为几千欧姆,滑动变阻器最大阻值为50 ,待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压式接法,电流表内阻约为40 ,电压表内阻约为10 k,RxRARVRx,电流表应采用内接法,电路图如图乙所示,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图丙所示。乙丙答案015D如图乙、丙所示变式3用内阻为3000 的电压表和内阻为10 的电流表测电阻,在图甲、乙两种情况下,电压表的示数都是60 V,电流表的示数都是0.2 A,则R1的测量值为 ,真实值是 ,R2的测量值为 ,真实值是 。答案300290300333.32.滑动变阻
15、器两种连接方式(1)滑动变阻器两种接法的对比限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围RER+R0UE0UE分压电路调节范围大负载R上电流调节范围ER+R0IER0IER分压电路调节范围大闭合S前滑片位置b端a端都是为保护电路元件(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况:要求电压表能从零开始读数。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、电阻的允许电流。(3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式。例5有一个电阻Rx,其阻值大约是10
16、 ,某同学从实验室找到电动势为4.5 V、内阻不计的电源E,内阻很小、量程合适的电流表,内阻很大、量程合适的电压表。最大阻值为20 、额定电流为1.5 A的滑动变阻器R1,最大阻值为500 、额定电流为0.5 A的滑动变阻器R2。开关和若干根导线。为较精确测量其电阻值,可供选择的电路如图甲、乙所示。则选用的电路是(选填“甲”或“乙”),滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”)。解析Rx的阻值小于滑动变阻器的总阻值,因而采用限流接法,故选用甲电路;变阻器R2的最大值为500 ,与Rx偏差太大,因此变阻器选R1。答案甲 R1测量电阻的几种方法名称电路测量原理伏安法Rx=UI消除系统误差的伏安法R
17、x=U2I2-U1I1等效替换法电源输出电压不变,将S合到2,调节R1,使电表的示数与S合到1的示数相等,则Rx=R1欧姆定律计算法闭合S,调节R1,同时记录电表的示数,在忽略电源内阻的情况下,可以用闭合电路的欧姆定律求出Rx活用电表法串联分压内阻已知时,RV1=U1U2RV2并联分流内阻已知时,RA1=I2I1RA2名称电路测量原理半偏法闭合S1,断开S2,调节R1时使表满偏;闭合S2,只调节R2,使表半偏(R1Rg),则Rg=R2 调节R2=0,闭合S,调节R1使表满偏;只调节R2使表半偏(R1RV),则RV=R2桥式电路法当电表的示数为零时,则R1R2=R3R4欧姆表法注意:要在指针靠近
18、中央时读数;换挡要调零例6要测量一个电流表的内阻(在1 k2 k之间),其量程为250 A。提供的器材有:电源E(4 V,内阻为0.6 ),电阻箱RA(09999 ),滑动变阻器R1(020 ,1 A),滑动变阻器R2(0250 ,0.6 A),滑动变阻器R3(01 k,0.3 A),标准电流表(量程为250 A),开关S1、S2、S3及导线若干。现A、B两同学用不同的测量方法来测量内阻。甲乙A同学利用图甲的电路图来测量内阻,其实验步骤如下:先按电路图甲接好各元件,并使滑片P先置a端,且使电阻箱的阻值为零。闭合开关S1,调节滑片P于某一位置,使满偏。调节电阻箱的阻值,使表电流为Ig2,记下电阻
19、箱的数值R。得待测电流表内阻Rg=R。B同学利用图乙的电路图来测量内阻,其实验步骤如下:先按电路图乙接好各元件,并使滑片P先置于b端,且使电阻箱的阻值为零。闭合开关S1、S2,调节滑片P于某一位置,使满偏。闭合开关S3,断开开关S2,调节电阻箱的阻值,使表电流仍满偏,记下电阻箱的数值R。得待测电流表内阻Rg=R。(1)A、B两位同学分别采用了不同的测量电流表内阻的方法,A同学采用的是法,B同学采用的是法。(2)在不考虑操作过程中的失误的前提下,仅就电路设计(或者实验原理)而言,你认为能更准确地测出电流表内阻的是同学设计的方案。(3)请纠正B同学在操作过程中的两处失误:;。(4)你认为测量精度较
20、差的另一个设计方案中所得到的电流表内阻测量值(选填“大于”或“小于”)电流表内阻真实值。为调节方便,该方案中滑动变阻器应选择。解析(1)A、B两位同学分别采用了不同的电流表内阻的测量方法,A同学采用的是半偏法,B同学采用的是等效替代法。(2)B同学的方案能更准确地测出电流表内阻。因为A同学的方案中,调节电阻箱电阻值,使表电流为12Ig时,由于外电路总电阻增大,变阻器输出的电压增大,即电流表与电阻箱串联的总电压增大,电阻箱的电压将大于电流表的电压,根据串联电路分析特点可知,测量值将大于电流表内阻真实值。B同学采用等效替代的方法,没有系统误差。(3)B同学的失误有两个:开关闭合前,应将滑动变阻器的
21、滑片P先置于a端,使开关闭合后电路中输出电压从最小值往大开始调节,防止电流过大,烧坏电流表。电阻箱阻值在测量前应先置于2 k以上。(4)由上分析可知,A同学方案中,所得到的电流表内阻测量值大于电流表内阻真实值。为调节方便,变阻器的总电阻应选择R1。答案(1)半偏等效代替(2)B(3)连接电路中应将滑动变阻器的滑片P先置于a端电阻箱阻值在测量前应先置于2 k以上(4)大于R1变式4某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表来校对待测电流表的满偏电流和测定内阻的电路,如图甲所示。已知的量程略大于的量程,图甲中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺
22、利完成了这个实验。甲(1)实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为(填步骤的字母代号)。A.合上开关S2B.分别将R1和R2的阻值调至最大C.记下R2的最终读数D.反复调节R1和R2的阻值,使的示数仍为I1,使的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为rE.合上开关S1F.调节R1使的指针偏转到满刻度,此时的示数为I1,记下此时的示数(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的内阻的测量值与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。(3)若要将的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在上并联的分流电阻R分的表达式,R分=。解析(1)实验首先要保证不被烧坏,应先将R1、R2
23、的阻值调至最大。实验中应保持合上S2与断开S2两种情况下的示数I1为的满偏电流IG2,当合上S2时,示数为I12=IG22,此时流过R2的电流也为I12,得R2=RG2。综上所述可知步骤为BEFADC。(2)这种方法测量的的内阻与真实值相等。(3)扩大的量程时原理如图乙所示,有(I-I1)R分=I1r,解得R分=I1RI-I1。乙答案(1)BEFADC(2)相等(3)I1rI-I1探究型、设计型实验的求解思路(1)找原型:先根据实验目的和给出的条件把教材中的实验原型在头脑中完整地重现。(2)做对比:将实验中所给器材与原型中器材进行对比,看一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求;再看一下多给
24、了什么器材,注意多给的器材可能就是解决问题的“金钥匙”。(3)定方案:根据对比结果设计电路。(4)常用替代或改装:内阻已知的电压表相当于小量程的电流表。内阻已知的电流表则相当于小量程的电压表。灵敏电流计串联大电阻改装成电压表。灵敏电流计并联小电阻改装成电流表。内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源。例7欲测量一个电流表的内阻,根据以下要求来选择器材并设计电路:a.无论怎样调节变阻器,电流表都不会超量程。b.要求测量精度尽可能高,并能测得多组数据。现备有如下器材:A.待测电流表(量程为03 mA,内阻约为50 )B.电压表(量程为03 V,内阻未知)C.电流表(量程为015 mA,内阻为
25、10 )D.保护电阻R=120 E.直流电源E(电动势为2 V,内阻忽略不计)F.滑动变阻器(总阻值为10 ,额定电流为0.5 A)G.开关一个,导线若干(1)在以上提供的器材中,除A、E、F、G以外,还应选择、(选填字母代号)。(2)请画出符合要求的实验电路图。解析(1)(2)根据题中给出的备用器材,选择伏安法测量电流表的内阻。选择内阻已知的电流表作为电压表,选择保护电阻R与并联的两个电流表串联。由于电流表两端电压最大只有0.15 V,滑动变阻器最大电阻只有10 ,所以选择分压电路,电路图如图所示。答案(1)CD(2)见解析图见高效训练P851.(2018江西吉安三校联考)图示为伏安法测电阻
26、的一种常用电路。下列分析中正确的是()。A.此接法的测量值大于真实值 B.此接法的测量值小于真实值 C.此接法要求待测阻值小于电流表内阻 D.开始实验时滑动变阻器滑片P应处在最左端 解析实验采用电流表的内接法,测量值R测=RA+R真,A项正确,B项错误;伏安法测电阻,当待测电阻阻值远大于电流表内阻时,采用内接法,C项错误;实验采用的是滑动变阻器的分压式接法,为保证电路安全,开始实验时滑动变阻器滑片P应处在最右端,此时分压电路电压为零,D项错误。答案A2.(2018河南淮阳中学期末)图示画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表的内阻为1 k,电流表内阻为0.1 ,被测导体R的真
27、实电阻R真=250 。测量时,把电压表示数和电流表示数的比值作为电阻的测量值。不考虑实验操作中的偶然因素,按图甲电路进行实验,得到的测量值R测(选填“大于”“小于”或“等于”)R真;按图乙电路进行实验,得到的测量值R测(选填“大于”“小于”或“等于”)R真;相比较采用图(选填“甲”或“乙”)电路的测量数据更接近于真实值。解析图甲电路是电流表的外接法,图乙电路是电流表的内接法。如果不考虑操作的偶然误差,按图甲、乙两种电路进行实验,图甲中电阻测量值R=10002501000+250 =200 ,R测小于R真;图乙中电阻测量值R=RA+R真=250.1 ,R测大于R真;待测电阻阻值远大于电流表内阻,
28、测量电路应选内接法,电路的测量数据更接近于真实值。答案小于大于乙3.(2018银川高中期末)某同学练习游标卡尺和螺旋测微器的读数时,他用螺旋测微器测量一段金属丝的直径,如图甲所示,接着又用游标卡尺测量此金属丝同一位置的直径,如图乙所示,游标卡尺的后面部分被挡住了,若该同学的操作准确无误,则金属丝的直径为mm,游标卡尺是(选填“10”“20”或“50”)分度的。解析因为螺旋测微器的精确度较高,应该以图甲读数为准,根据图甲知,固定刻度示数为2 mm,可动刻度的第15.0条线和横线对齐,可动刻度的示数为0.01 mm15.0=0.150 mm,两者相加得金属丝的直径为2.150 mm。由图乙知,主尺
29、上的读数为2 mm,游标的第3条刻度和主尺的整毫米线对齐,设每一小分度代表x mm,则游标尺的读数为3x,因为测量的是同一金属丝,则有2 mm+3x=2.150 mm,解得x=0.05 mm,因此是20分度的游标卡尺。答案2.150204.(2018陕西联考)旋钮式电阻箱如图所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为。现欲将接入电路的电阻改为2087 ,最简单的操作方法是。若用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为。解析电阻为1987 ,最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2,再将“100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9999 ,用两个这样的电阻箱串联可得到的最大电阻是29
30、999 =19998 。故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为019998 。答案1987先将“1 k”旋钮调到2,再将“100”旋钮调到0019998 5.(2018陕西师大附中模拟)某同学测量阻值约为25 k的电阻Rx,现备有下列器材:A.电流表(量程为100 A,内阻约为2 k)B.电流表(量程为500 A,内阻约为300 )C.电压表(量程为15 V,内阻约为100 k)D.电压表(量程为50 V,内阻约为500 k)E.直流电源(20 V,允许通过的最大电流为1 A)F.滑动变阻器(最大阻值为1 k,额定功率为1 W)G.开关和导线若干(1)电流表应选,电压表应选。(选填字母代号
31、)(2)为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,请你在图甲所示的方框中给该同学设计出实验电路图,并用笔画线代替导线,连接图乙电路。解析(1)电源电压为20 V,故电压表应选择C;通过电阻的电流值最大为:I=2025000 A=810-4 A=800 A,A量程太小,内阻也大,而B合适。(2)因待测电阻约为25 k,25 k1000.3 k为大电阻,故用内接法,因是小电阻控制大电阻,若用限流式接法,控制的电压变化范围太小,则应用分压式接法,原理图如图丙所示,实物图如图丁所示。答案(1)BC(2)如图丙、丁所示6.(2019山西大同一中检测)LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确
32、测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约为500 ,电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有:A.电流表(量程为050 mA,内阻RA1约为3 )B.电流表(量程为03 mA,内阻RA2=15 )C.定值电阻R1=697 D.定值电阻R2=1985 E.滑动变阻器R(020 )F.电压表(量程为012 V,内阻RV=1 k)G.蓄电池(电动势E为12 V,内阻很小)F.开关S(1)如图甲所示,请选择合适的器材,电表1为,电表2为,定值电阻为。(填写器材前的字母编号)甲(2)将采用的电路图补充完整。解析(1)要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时
33、的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,由于电压表的量程偏大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表与定值电阻串联改装为电压表测量电压,所以电表2选B;LED灯正常工作时的电流约为I=3500 A=6 mA,电流表无法测量,可以用电压表测量电流,所以电表1选F;定值电阻R=3310-3-15=985 679 ,所以定值电阻选D。(2)因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图乙所示。答案(1)FBD(2)如图乙所示乙7.(2018安徽省合肥一中质检)(1)用满偏电流为100 A的灵敏电流计和电阻箱改装成电流表。先用图
34、甲所示的电路测量电流计的内阻,首先闭合S1,调节R,使电流计指针偏转到满刻度;然后闭合S2,调节R,使电流计指针偏转到满刻度的 12,读出此时R的阻值为1.00103 ,则灵敏电流计内阻的测量值Rg= ,该测量值与灵敏电流计内阻的真实值比较(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2)将此灵敏电流计与定值电阻(选填“串联”或“并联”),就可以改装成量程为5 mA的电流表。把该电流表与干电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,组成一个欧姆表,如图乙所示。两支表笔直接接触时,电流表指针满偏,现把表笔与一个300 的定值电阻连接时,电流表指针偏转到满刻度的一半,则这个欧姆表内的干电池的电动势为V
35、。解析(1)用半偏法测电阻,若并联电路电流相同,则电阻相同,电流表内阻等于电阻箱阻值,为1.00103 。(2)现把表笔与一个300 的定值电阻连接时,电流表指针偏转到满刻度的一半,欧姆表的内阻等于中值电阻,故欧姆表内阻为300 ;欧姆表的满偏电流为5 mA,根据欧姆定律可得,这个欧姆表内的干电池电动势E=IR=5300 V=1.5 V。答案(1)1.00103偏小(2)并联1.58.(2018山东烟台期末)(1)某实验小组的同学要测量一个电阻的阻值Rx,他们先用多用电表的欧姆挡粗测其阻值。选用“100”挡位,欧姆调零后,将红、黑表笔接在电阻的两端,表盘指针如图甲所示,则该电阻的阻值为 。(2
36、)为了精确测量其阻值,他们采用了如图乙所示电路进行测量。实验室提供了下列实验器材:A.电压表:量程为3 V,内阻为3 k;B.电压表:量程为3 V,内阻约为5 k;C.滑动变阻器R1:最大阻值为20 ;D.滑动变阻器R2:最大阻值为1 k;E.电源:电动势为3 V,内阻不计;G.开关,导线若干。甲乙实验中滑动变阻器应选择 (选填器材前的字母代号,以下相同),电压表选 :电压表选 。在图丙中,按图乙的电路图进行实物连线。丙实验步骤如下:a.连接好电路后,将滑动变阻器的滑片置于最左端,闭合开关;b.多次移动滑片的位置,分别记下两电压表的示数U1和U2;c.以U2为纵坐标,U1为横坐标,作出U2-U
37、1图线(用直线拟合),如图丁所示;丁d.则待测电阻的电阻值为(结果保留2位有效数字)。解析(1)表盘的示数为12 ,乘以倍率得测量值为1200 ,采用科学计数法记作1.2103 。(2)作为分压电阻的滑动变阻器,应该选择阻值较小的,即应该选择R1。由伏安法测电阻的思想知,提供的器材中缺少电流表,而已知内阻的电压表可当作电流表使用,因此要选择A,那么只能选择B。实物连线如图戊所示,先将电源和开关串联,接到滑动变阻器陶瓷管的两个接线柱上,再将电压表和待测电阻串联,一端接到电源的负极,另一端接到滑动变阻器金属杆上的任一端,将电压表并联到待测电阻和电压表的两端,最后根据电流的流向检查一下,电压表的正负极有没有接反即可。根据欧姆定律有U2=U1+U1RVRx,整理后有U2=U11+RxRV,U2和 U1成正比,则有k=1+RxRV,解得Rx=RV(k-1)。图丁中,因为横纵坐标的起点都不是坐标的零刻度,则求直线的斜率时,一定要在直线上取两点,根据k=U2U1求得。在图丁中取坐标分别为(1.0,1.38)和(2.0,2.78)的两点,解得斜率为1.4,再由Rx=RV(k-1),解得Rx=1.2103 。答案(1)1.2103(2)CAB如图戊所示戊1.2103(1.11031.3103均可)