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张红和李明两同学分别设计了如图中甲、乙所示的风力测量仪.所用器材相同,已知电源电...

张红和李明两同学分别设计了如图中甲、乙所示的风力测量仪.所用器材相同,已知电源电压为U=3V保持不变,电路保护电阻阻值为R1=2Ω,线状均匀电阻丝的全电阻阻值为R2=3Ω,木球用金属丝悬挂于O点,O点接入电路.且金属丝和线状电阻丝接触良好.无风时,金属丝刚好竖直接触于电阻丝最右端.(金属丝电阻和质量不计)
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(1)对于甲电路,风力增大,电压表示数______(选填“增大”、“减少”或“不变”),对于乙电路,风力增大,电压表示数______(选填“增大”、“减少”或“不变”);所以选择______(选填“甲”或“乙”)电路比较好.
(2)无风时,甲、乙两电路中的电压表示数分别是多大?
(3)对其中某一电路而言,风力和电压表示数是正比关系,且最大能测的风力已知为Fm=0.5N(此时金属丝摆到电阻丝最左端).求该电路电压表示数为U时对应的风力F的大小表达式(F≤Fm).
(1)对于甲电路,电阻丝与保护电阻串联,电压表测量的是接入电路部分电阻丝两端的电压,随着风力的增大,接入电路部分的电阻在减小,根据欧姆定律可知电路电流的变化,进而求出电压表示数的变化; 对于乙电路,电阻丝与保护电阻串联,电阻丝全部接入电路,随着风力的增大,电压表所测量的电阻在变大,电路电流不变,根据欧姆定律可知电压表示数的变化. (2)无风时,对于甲电路,两电阻串联,电压表测量电阻丝两端的电压,根据欧姆定律可求电路电流,进一步求出电阻丝两端的电压; 无风时,对于乙电路,两电阻串联,电压表所在电路电阻丝的电阻为0,所以电压表示数为0. (3)风力和电压表示数正比关系的电路是乙电路,根据欧姆定律求出风力最大时电压表的示数,再根据正比关系列出等式求出表达式. 【解析】 (1)对于甲电路,随着风力的增大,接入电路部分的电阻在保护电阻两端的电压在变大,电压表示数在变小,根据欧姆定律可知电路电流在变大,保护电阻两端的电压在变大,电压表示数在变小; 对于乙电路,随着风力的增大,电压表所测量的电阻在变大,电路电流不变,根据欧姆定律可知电压表示数在变大,随着风力的变大电压表示数变大,这个电路比较好. 故答案为:减小;增大;乙. (2)无风时,对于甲电路,I甲===0.6A,电压表示数U甲=I甲R2=0.6A×3Ω=1.8V, 对于乙电路,电压表所在电路电阻丝的电阻为0,所以电压表示数为0V. 答:无风时,甲、乙两电路中的电压表示数分别是1.8V和0V. (3)此电路是乙电路,当风力最大时,电压表对应的读数Um=×R2=0.6A×3Ω=1.8V, 由于风力和电压表的读数是正比关系,所以 ==, 整理得:F=U.
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考点分析:
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做测定电阻阻值的实验.
(1)小明根据图甲所示的电路图,将图乙中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接. 
①请你在接错的那根线上打“×”;
②另画一根导线,使电路连接正确;
③如果不改接这根导线,对实验的影响是:______
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(2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图所示,则电压表的读数是______V,电流表的读数是______A,被测电阻Rx的阻值是______Ω.
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(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议:______
②你提出这个建议的目的是:______
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用实验室提供的常用器材(电源是一节干电池)测电阻时,小明与另外三位同学各自设计了下列甲、乙、丙、丁四个电路图.
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(1)小明连接好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得数据如下.
电压表示数U/V0.60.81.01.21.4
电流表示数I/A0.180.240.300.360.42
请你通过分折表格中的实验数据.推断小明在实验中所用的电路图是______图.manfen5.com 满分网
(2)另外三位同学连接好电路后.闭合开关S.移动变阻器的滑片P时,分别出现了下列三种异常现象:
(A)电流表示数有变化,电压表示数几乎为零
(B)电流表示数几乎为零,电压表示数基本不变
(C)电流表烧坏
请你判断:按______图连接的电路出现现象(A);
______图连接的电路出现现象(B);
______图连接的电路出现现象(C).
(3)请你根据上表中的数据,在右图中画出I-U图线.
分析图线你能得出的结论是:______
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小明用“伏安法“测量定值电阻RX的阻值,实验室提供的实验器材有:
A.待测电阻Rx(阻值约为200Ω);
B.二节干电池(每节干电池的电压约为1.5V);
C.电压表一个(量程0~3V,0~15V);
D.电流表一个(量程0~0.6A,0~3A);
E.滑动变阻器Ro(规格为100Ω,2A);
F.开关S一个,导线若干..则:
①小明用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值,则该电路中电流表所选用的量程对应的分度值为______;电路中的最大电流约为______A.
②小明同学在实验过程中发现该实验不能较精确地测量出待测电阻Rx的阻值.那么,为了能较精确的测出电阻Rx的阻值,请你只利用提供的部分器材重新设计一种可行的实验方案:
A.在虚线方框内画出你设计的可行实验电路图,要求连接好电路后,电表的位置不移动就能测出待测电阻Rx的阻值(其中,部分已画好).
B.根据所画的电路图,用铅笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合要求的电路(没有选用的器材就不要连接.其中,部分导线已连好)
C.简述主要的实验步骤:第一步:______;第二步:______
D.写出待测电阻的表达式Rx=______ (用实验步骤和题中的相关字母表示)
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关于测量定值电阻阻值得实验
【方案一】运用电压表(无电流表),一个阻值为R的固定电阻,测量定值电阻阻值.
器材:一只电压表,一个阻值为R的固定电阻、电源、开关和导线若干.
实验步骤:
步骤一、请你画出实验时所需的电路图,并连接电路
步骤二、将电压表______在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux
步骤三、将电压表______在R两端,闭合开关,读出电压表的示数U
步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出Rx的表达式______(用符号表示)
【方案二】运用一只电压表(无电流表)一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量定值电阻阻值.
器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,电源、开关和导线若干.
实验要求:请你画出实验所需的电路图.
评估交流:
(1)从实验操作角度看,以上两个方案中,方案______更好.
(2)好在______(只要求写出一条)
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在测量定值电阻Rx阻值的实验中.
(1)请你将图甲中的实物电路用笔划线代替导线连接完整.
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(2)实验时,若只有Rx断路,开关闭合后,电路中可能出现的一种现象是:______
(3)在实验过程中,发现电压表不能使用,小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R使用(R值已知),设计了如图乙所示的电路测量Rx阻值.测量时,只闭合S1电流表示数为Il,只闭合S2电流表示数为I2,则电阻Rx两端的电压为______,电阻Rx=______.(用Il、I2和R表示)
(4)因图乙未能测量多组数据,于是小明向老师借丁一只定值电阻R(R值已知),设计了如图丙所示的实验电路,重复(3)中的测量步骤和计算方法,并多次测量求出了电阻Rx的阻值.小明得出的Rx阻值是______(正确/错误)的,理由是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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