【题目】在电学实验中,往往认为电压表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻值(简称内阻RV),在电路中有很小的电流通过电压表,电压表的示数就是这很小的电流与其内阻RV的乘积。现在要测量一个未知电阻Rx (大约2kΩ~3kΩ)的阻值,物理实验室中已有实验器材:2节干电池(电压未知)、未知电阻Rx、开关多个、导线若干。
另外,提供可选择的实验器材有3个:
A.电流表A1(0~0.6A,分度值0.02 A)
B.电流表A2(0~5mA,分度值0.1 mA)
C.电压表V(0~3V,RV=3kΩ)
请你利用已有实验器材,参考题目中给出的信息,再从提供可选择的的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案,准确测量未知电阻Rx的阻值。
Ⅰ.方案一:
(1)选择的2个实验器材: (填器材的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)。
(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx= 。
II.方案二:
(1)选择的1个实验器材: (填器材的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)
(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx= 。
【答案】Ⅰ、方案一:(1)b、c (2)电路图如下所示:
(3)按照电路图连接电路,闭合开关,记下电流表的示数I和电压表的示数U
(4)
II、方案二:(1)c (2)电路图:
(3)按照电路图连接电路,闭合开关S1、断开开关S2记下电压表的示数U1;同时闭合开关S1、S2记下电压表的示数U2。
(4)
【解析】Ⅰ、方案一:
(1)测电阻最直接的方法是伏安法,所有选择电压表和电流表,由于电压表内阻很大,通过的它的电流极小,所有电流表应选择分度值较小的A2;
(2)把电压表和Rx并联,也就是把Rv和Rx并联,电压表测并联电路的电压,同时还能根据电压表的示数和内阻计算出电压表支路的电流,从而可以算出Rx支路的电流,进而求出电阻值。
(3)实验时,只需闭合开关,记下电流I表和电压表U示数即可;
电压表支路的电流为,则
,
;
II、方案二:
(1)由于电压表相当于一个阻值很大的电阻,所以可以考虑把它和RX串联,根据电压表示数和电压表的内阻求出串联电路的电流,再利用开关的开、闭测出电源电压和电压表自身分得的电压,这样就可以求出RX两端的电压,从而求出电阻,所以这样只需选择电压表;
(2)从以上设计可知,需用一个开关把电阻Rx短路;
(3)闭合开关S1、断开开关S2时Rx与电压表串联,电压表的示数测自身分得的电压U1,则串联电路的电流为:,同时闭合开关S1、S2时Rx被短路,电压表测电源电压U2,则串联时Rx分得的电压为:
,Rx的阻值为:
。
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【题目】如图所示,体积为500cm3的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对木块的拉力为2N,此时水的深度为20cm。(取g=10N/kg),如图所示,求:
(1)水对容器底的压强。;
(2)木块受到水的浮力。
(3)木块的密度。
(4)若剪断细线待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,要使剩余木块刚好浸没在水中,在木块上应加多大的力?
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【题目】某实验小组连接了如图所示的串联电路,电源电压为3V恒定不变。连接好电路,闭合开关后两灯都不亮,他们用电压表先后测得Uab=Ubc=Ucd=0,Uad=3V。为进一步确认电路故障,他们先用导线将a、b连接起来,先后测得己Ubc=Ucd=0;再用导线将b、c连接起来,先后测得Uab=0,Ucd似等于3V;最后用导线将c、d连接起来,先后测得Uab=0,Ubc近似等于3V。则故障原因可能是
A.灯Ll和灯L2都发生了断路
B.灯L2和开关S都发生了断路
C.灯Ll和开关S都发生了断路
D.灯Ll、灯L2和开关S都发生了断路
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【题目】如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1,R2消耗的功率为P2;当开关S1、S2、S3都闭合时,电压表的示数为U1′,R2消耗的功率为P2′,且电流表A1的示数为0.9A。已知U1∶U1′=1∶6,P2∶P2′=1∶9,下列结论错误的是
A.开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表A2的示数为0.1A
B.开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为0.6W
C.开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A2的示数为1.1A
D.开关S1、S2、S3都闭合时,R1和R2消耗的总功率为4.5W
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【题目】在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V并保持不变,小灯泡额定电压为25V、灯丝电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应________。
(2)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图甲所示)为________V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是________(写出一种即可)。
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【题目】在做电学实验时,我们多次按照如图甲所示的电路图连接器材并进行实验。
(1)该实验电路图能够进行哪些电学实验?(写出三个实验名称)
(2)根据图乙所示的电流表、电压表的表盘示数,请你计算出相关物理量。
(3)根据图甲所示的电路图,把图丙中提供的器材用笔画线代替导线将它们连接起来。如果想利用该实物图研究电流与电阻的关系,请写出需要增加的器材。
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【题目】要测量“3.8V”小灯泡的额定功率,给定的器材有干电池(3节)、电压表、电流表和滑动变阻器等
(l)(3分)小刚同学连接的实物电路如图甲所示,当闭合开关时表 ,表 (选填“有示数”或“无示数”),其原因是打“×”的导线接错了。请你在原图上重新正确连接该导线;
(2)(3分)正确连接电路再次闭合开关前,应将变阻器的滑片P移到最 (选填“左端”或“右端”),当表指针的位置如图乙所示时,小灯泡两端电压是 V,要测量它的额定功率,须将变阻器的滑片向 移动(选填“左端”或“右端”):
(3)(1分)当小灯泡正常发光时,表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)(3分)某小组发现电压表“0-15V”的量程损坏了,于是他们改变了测量方法:将该表并联在变阻器两端,调节变阻器的滑片,当表的示数为0.7V时,即可知道加在小灯泡两端的电压,继而求出其额定功率。
①(1分)他们这样得到小灯泡两端的电压,其依据是 。
②(2分)请在虚线框内画出该小组完整的实验电路图。
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【题目】为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕一个矩形线网,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采用的措施是:________、________;(写出两点)
(2)开关闭合后,如果电动机不转,可能的原因是:________、________;(写出两点)
(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是:________。并在虚线框内画出实验电路图。(电动机用符号表示)
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【题目】(8分)我国自行研制的“玉兔号”月球车已抵月球表面,如图所示。登月前月球车在水平地面上进行了测试,“玉兔号”的质量为120kg,最大承载质量20kg,在500N的牵引力作用下,匀速直线行驶180 m用时60min,网状轮子与地面接触的总面积为0.06m2。通过计算回答:(取g=10N/kg)
⑴月球车空载测试时对水平地面的压强。
⑵月球车空载测试时的功率。
⑶月球表面月岩的密度为3.2×103 kg/m3,月球车在月球上最多可采集月岩多少m3?
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