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某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.

①所得实验数据如下表,请在给出的直角坐标系上画出U-I的图象.
U/V
1.96
1.86
1.80
1.84
1.64
1.56
I/A
0.05
0.15
0.25
0.35
0.45
0.55
 

②根据所画U-I的图象,除了知道电源在不同负载下的输出功率,还能否测出电源的电动势和内阻_____(填“能”或“不能”)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是________.(Rx阻值未知)
④若电流表和电压表均为理想电表,利用图乙中b电路能否测出Rx的电阻________(填“能”或“不能”)
①略②能 ③bc ④能

试题分析:①根据表中实验数据在坐标系中描点,然后作出图象,U-I图象如图所示;

②电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势,图象斜率的绝对值是电源内阻,由电源U-I图象可以求出电源电动势与内阻.
③当滑动变阻器滑动片滑动到最右端,电源短路,存在安全隐患,故A错误;滑动变阻器采用分压接法,既能保护电路,又能测测出电源的输出功率,故B正确;滑动变阻器采用限流接法,既能保护电路,又能测测出电源的输出功率,故C正确;电压表测滑动变阻器两端电压,并不能测出电路的路端电压,该电路能保证电路安全,但不能测出电源的输出功率,故D错误
④由图b所示电路可知,滑片在最左端时,读出电压表与电流表的读数,由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,当滑片在最右端时,滑动变阻器与电阻并联,读出电压表与电流表读数,应用并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(12分)某科技活动小组,为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝Rx的阻值约为10Ω)的实验方案,可提供的器材有:
A.电流计G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=3mA
B.电流计A1,内阻0.4Ω,量程0~0.6A
C.电流计A2,内阻约为0.1Ω,量程为0~3A
D.螺旋测微器
E.电阻箱R0(0~9999Ω,0.5A)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)
G.滑动变阻器R2(0~500Ω,1A)
H.电池组(4.5V,0.05Ω)
I.一个开关和导线若干

(1)为了很好的完成实验,电流表应选择 _________ ,滑动变阻器应选择 _________ .(A﹣G选项)
(2)图示是用螺旋测微器得的材料电阻丝的直径,其读数为d= _________ mm.
(3)现将电流表G与电阻箱R0串联,将其改装成一个量程为4.5V的电压表,需将电阻箱R0的阻值调为 _________ Ω.请用改装完成的电压表设计一个测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将方框内的电路图补画完整.
(4)如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适的位置,电流计的示数为I1,电流表的示数为I2,请用已知量和测量量(字母符号)写出计算电阻率的精确表达式ρ= _________ 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(10分)某实验小组用学过的方法研究玩具电动机的伏安特性曲线,如图是他准备的器材和设计的实验电路,其中待测电动机M的额定电流为1.0A,额定电压为4.5 V。电路中已经接好了部分导线。
(1)为了完成本实验,请用笔画线当导线,将图中的实物连成完整的电路。(要求通过电动机的电流能从零开始变化)
(2)下表为实验小组的实验记录,同时已经根据表格中数据在坐标纸上描点作出通过电动机的电流I随电压U变化图线如图。

     
根据这幅I-U图线作出的有关判断正确的是:      
A.电动机在转动前、后都可看作纯电阻
B.电动机在转动前可看作纯电阻;转动后不能看作纯电阻
C.电动机在转动前不能看作纯电阻;转动后可看作纯电阻
D.电动机在转动前、后都不能看作纯电阻
(3)根据这幅I-U图线可求出电动机转动且通过的电流为0.90A时,电动机的输出功率为 
         W.(保留3位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:

A.电源E(3 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表Al(0.6 A,内阻r1=5Ω)
C.电流表A2(0.6 A,内阻r2约为1 Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计。
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=______________(用字母表示)。
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值,最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=______________。(各物理量单位均为国际单位)

(4)定值电阻R0的阻值应该选用________________。
A.1 Ω             B.5 Ω            C.10 Ω            D.20 Ω

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,计算结果由计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数;若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则 ① (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1 ② (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2  ③ (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx 约为5。实验室备有下列实验器材
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15K)
B.电压表V2 (量程15V,内阻约为75K)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2)
D.电流表A2(量程600mA.,内阻约为1)
E.变阻器R1 (0~20,0.6A)
F.变阻器R2 (0~2000,0.1 A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3)
H.开关S,导线若干

(1)为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有______________________。(填写器材前面序号)
(2)图3为该实验的电原理图,请将图4用实线补画完整(部分已画出)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
I(×10-3A)
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
UH(×10-3V)
1.1
1.9
3.4
4.5
6.2
6.8
① 若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。
② 已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为____________×10-3 V(保留2位有效数字)。   
③ 该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向_______(填“a”或“b”), S2掷向_______(填“c”或“d”)。为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

一节干电池,电动势大约为1.5V.内电阻约为0.5Ω.某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻,他们在老师的支持下得到了以下器材:
A.电压表V(15V,内阻RV约为5kΩ)
B.电流表G(量程3.0mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻RA=0.50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻器R3=990Ω
G.开关S和导线若干
(1)为了尽可能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验小组设计了如图1所示的电路图,请填出图中a、b、c处应选用的器材分别是 _________  _________  _________ .(填写器材序号)
(2)同学们根据该方案测出相关数据,并在坐标系内作出相应的图线如图所示.根据该图线可以求出电源的电动势E= _________ V(保留三位有效数字),电源的内阻r= _________ Ω(保留两位有效数字).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

现在要测量一段电阻丝的电阻率r,其阻值Rx≈0.5Ω,允许通过的最大电流为0.5A。提供如下器材供你选择:
电流表A1(量程0.6 A,内阻约0.6 Ω)
电压表V2(量程3 V,内阻约3 kΩ)
待测的电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω)
标准电阻R0 (阻值5Ω)
滑动变阻器R1(5 Ω,2A)
滑动变阻器R2(200Ω,1.5A)
直流电源E(E=6V,内阻不计)
电键S、导线若干
① 图(甲)四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是(             );

② 实验中滑动变阻器应该选择        (选择“R1”或“R2”),并采用                接法;
③ 根据你在①、②中的选择,在图(乙)上完成实验电路的连接:

④ 实验中,如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率r的计算式为:r =                   
⑤ 用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图(丙)所示,则该电阻丝的直径D=          

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