題目列表(包括答案和解析)
用電流表和電壓表測電流和電壓時,通常并不考慮儀表本身電阻對待測電路的影響,而將其視為“理想儀表”,即認為電流表的內電阻為零,電壓表的內電阻為無限大.實際上,電流表和電壓表都有一定的電阻值,因而我們可以把電流表看成一個能顯示通過自身電流大小的其阻值很小的電阻;可以把電壓表看成一個能顯示自身兩端電壓大小的其阻值很大的電阻.所以,把電流表或電壓表接入待測電路時,就相當于在待測電路中串聯一個電阻,或并聯一個電阻.這樣,電流表兩端就要有一定的電壓,電壓表中就要通過一定的電流,因此實際上很難同時精確地測出待測電阻兩端的電壓和通過待測電阻的電流.
(1)現有一個量程為0.6 A,內電阻為0.13 Ω的電流表,能否用它測量某電路兩端的電壓?若不能,請說明理由.若能,請說明用它能測量的最大電壓值.
(2)現要精確測量一個阻值約為8 Ω的電阻Rx,實驗室提供下列器材.
電流表A1:量程100 mA,內電阻r1=4 Ω
電流表A2:量程500 μA,內電阻r2=750 Ω
電壓表V:量程10 V,內電阻r3=10 kΩ
變阻器R0:阻值約10 Ω
定值電阻R1:阻值約10 kΩ
電池E:兩端電壓約1.5 V
開關S,導線若干
①選出你測量時所需的適當器材,并在圖的虛線方框中畫出電路圖.
②需要測量哪些物理量?根據所測物理量,寫出被測電阻Rx的表達式.
探究電流與電壓、電阻的關系。
【提出問題】通過導體的電流與導體兩端電壓及導體電阻的大小有什么關系?
【猜 想】①導體的電阻一定時,通過導體的電流與其兩端電壓成正比。
②導體的電阻一定時,通過導體的電流與其兩端電壓的平方成正比。
③導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
【實驗器材】電源(電壓恒為4.5 V),電流表、電壓表各一只,開關一個,三個定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),兩只滑動變阻器(“20 Ω 2 A”、“50 Ω 1 A”),導線若干。
【實驗過程】(1)根據圖所示實物圖在虛線框內畫出電路圖。
(2)小明按圖正確連接電路后,閉合開關,發現電流表有示數,電壓表指針超過量程。小明操作中的錯誤是 ▲ 。
(3)小明改正錯誤后繼續實驗,通過改變定值電阻R兩端的電壓,測得電流、電壓的值如表一。分析數據可得出猜想 ▲ 是正確的。
表一 表二
電壓U/V | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | 電阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | |
電流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 | 電流 I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(4)小紅在探究猜想③時,先將5 Ω的電阻連入電路中,閉合開關,移動滑片,使與電阻并聯的電壓表的示數為1.5 V,并記下電流值;再分別改接10 Ω、15 Ω的電阻,重復上述實驗,得到了表二中的實驗數據。分析數據得出,猜想③是正確的。為了完成此實驗,滑動變阻器應選擇___▲___(“20Ω 2A”和“50Ω 1A”中選擇一個),實驗中,小紅多次移動變阻器滑片的目的是 ▲ 。
(5)小華在探究猜想③時,重新設計了電路,保持電壓表的示數為3 V,得到了與表二相同的數據,也完成了實驗探究。小華與小紅的實驗相比不同之處是: __________________________▲__________________________________________。
R=5Ω | 電壓/V | 2.0 | 4.0 | 6.0 |
電流/A | 0.4 | 0.8 | 1.2 |
U=6v | 電阻/Ω | 5 | 10 | 15 |
電流/A | 1.2 | 0.6 | 0.4 |
電壓表示數U/V | 電流表示數I/A | 小燈泡功率P/W | 燈泡亮度 |
2.0 | 0.20 | 0.4 | 稍亮 |
2.5 | 0.22 | 0.55 | 較亮 |
3.0 | 0.25 | 0.75 | 亮 |
3.8 | 0.30 | 1.14 | 更亮 |
實驗次數 | 1 | 2 | 3 |
電壓U/V | 3.2 | 4.8 | 6.4 |
電流I/A | 0.5 | 0.75 | 1.00 |
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