如图所示,为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头,与P1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN上保持水平状态,金属细杆与托盘相连,金属细杆所受重力忽略不计。弹簧处于原长时P1刚好指向A端,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小。已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源的电动势为E,电源的内阻忽略不计,信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不计。求:
(1)托盘上未放物体时,在托盘的自身重力作用下,P1距A端的距离x1;
(2)在托盘上放有质量为m的物体时,P1距A端的距离x2;
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后,将被称物体放在托盘上,试推导出被称物体的质量m与P1、P2间电压U的函数关系式。
有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A;若把电动机接入2 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0 A.则:
(1)电动机正常工作时的输出功率为多大?
(2)如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大?
如图所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5 V 2.5 W”的小灯泡L正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V.求:
(1)电阻R的值;
(2)电源的电动势和内阻.
某实验小组要描绘一只小灯泡L(2.5V 0.3A)的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
电源E(3.0V,内阻约0.5Ω)
电压表V1(0~3V,内阻约3kΩ)电压表V2(0~15V,内阻约15kΩ)
电流表Al(0.6A,内阻约0.125Ω)电流表A2(0~3A,内阻约0.025Ω)
滑动变阻器R(0~5Ω)
(1)电压表应选择________,电流表应选择________。
(2)应选择图1中哪一个电路图进行实验?________。
(3)根据正确的实验电路图,该小组同学测得多组电压和电流值,并在图2中画出了小灯泡L的伏安特性曲线。由图可知,随着小灯泡两端电压的增大,灯丝阻值也增大,原因是________________________________。当小灯泡两端电压为1.40V时,其电阻值约为________Ω(结果保留2位有效数字)。
某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表
①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg,图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,断开开关S2,闭合开关S1后,调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度,接下来他应该正确操作的步骤是________(选填下列步骤前的字母代号),最后记下R2的阻值;
A.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
B.闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
②如果按正确操作步骤测得R2的阻值为120Ω,则认为Rg的阻值大小为_____(选填字母代号) ;
A. 60Ω B. 120Ω C. 240Ω D. 360Ω
③如果该同学在调节R1使电流表满偏过程中,发现电流表指针满偏时,R1的接入阻值不到其总阻值的二分之一。为了减小实验误差,该同学可以采取下列措施中的______(选填字母代号) ;
A.将R2换成一个最大阻值更大的电阻箱
B.将R1换成一个最大阻值为现在二分之一的电阻箱
C.将电源换成一个电动势为现在电源两倍、内阻可以忽略的电源
D.将电源换成一个电动势为现在电源二分之一、内阻可以忽略的电源
④利用上述方法测量出的电流表内阻值_______(选填“大于”或“小于”)该电流表内阻的真实值。
⑤依据以上的测量数据可知,若把该电流表改装成量程为3V的电压表,需与该表___(选填“串”或“并”)联一个阻值为__________Ω的定值电阻。
如图所示,M、N间电压恒定,当开关S接通a点时,电压表示数为10V,电流表示数为0.2A;当开关S接通b点时,电压表示数为12V,电流表示数为0.15A.由此可知( )
A. S接在a点时的测量值更准确
B. S接在b点时的测量值更准确
C. Rx的真实值是70Ω
D. 电流表的内阻是20Ω