为制作电子吊秤,物理小组找到一根拉力敏感电阻丝,拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变),它的电阻也随之发生变化,其阻值 R 随拉力F变化的图象如图(a)所示,小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E = 3V,内阻r =1Ω;灵敏毫安表量程为10mA ,内阻Rg=50Ω;R1是可变电阻器,A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环,将其两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,不计敏感电阻丝重力,具体步骤如下:
步骤a:滑环下不吊重物时,闭合开关,调节可变电阻R1,使毫安表指针满偏;
步骤b:滑环下吊已知重力的重物G,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
步骤c:保持可变电阻R1接入电路电阻不变,读出此时毫安表示数 I;
步骤d:换用不同已知重力的重物,挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;
步骤e:将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。
(1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式 F=__________;
(2)若图(a)中R0=100Ω,图象斜率 k = 0.5Ω/N ,测得θ=60°,毫安表指针半偏,则待测重物重力G= _________N;
(3)改装后的重力刻度盘,其零刻度线在电流表________________(填“零刻度”或“满刻度”)处,刻度线_________填“均匀”或“不均匀”)。
(4)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台“吊秤”称重前,进行了步骤 a 操作,则测量结果______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请回答下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,若选择开关找至“25V“挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为___________V
(2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为E,R0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻箱代替时,电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系图象如图(c)所示,则此时多用电表的内阻为_________Ω,该电池的电动势E=________V
(3)下列判断正确的是(______)
A.在图(b)中、电表的左、右插孔处分别标注着“﹣”、“+”
B.由图线(c)的特点可知,欧姆表的刻度盘上的数字左小右大
C.欧姆表调零的实质是通过调节R,使Rx=0时电路中的电流达到满偏电流
D.电阻Rx的变化量相同时,Rx越小,则对应的电流变化量就越小
(4)如果随着使用时间的增长,该多用电表内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零,如仍用该表测电阻,则测量结果是_______。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个“2.5 V、0.3 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材:
直流电源(电动势3.0 V,内阻不计)
电流表A1(量程3 A,内阻约0.1 Ω)
电流表A2(量程600 mA,内阻约5 Ω)
电压表V1(量程3 V,内阻约3 kΩ)
电压表V2(量程15 V,内阻约15 kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~10 Ω,额定电流1 A)
滑动变阻器R2(阻值0~1 kΩ,额定电流300 mA)
(1)在该实验中,电流表应选择___,电压表应选择___,滑动变阻器应选择___;
(2)为了减小实验误差,应选择以下哪个实验电路进行实验___。
(3)下表是某同学在实验中测出的数据,该同学根据表格中的数据在方格纸上已画出除了第6组数据的对应点,请你在IU图象上画出第6组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线____。
(4)实验中,如果把这个小灯泡和一个阻值为9Ω的定值电阻串联在电动势为3V、内阻为1Ω的直流电源上,则小灯泡消耗的实际功率约为____ W。
某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表.
(1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻,图中电源内阻可忽略不计,闭合开关,将电阻箱阻值调到3kΩ时,电压表恰好满偏;将电阻箱阻值调到12 kΩ时,电压表指针指在如图b所示位置,则电压表的读数为____V.由以上数据可得电压表的内阻RV=____kΩ.
(2)将图a的电路稍作改变,在电压表两端接上两个表笔,就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表,如图c所示,为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度,进行了如下操作:闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“3.0V”处,此处刻度应标阻值为____(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度,则“1 V”处对应的电阻刻度为____kΩ.
(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻不能忽略且变大,电动势不变,但将两表笔断开时调节电阻箱,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果将____.
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法确定
某同学用化学课所学的知识,用柠檬自制了一个水果电池,用万用表粗测得知它的电动势E约为3V,内阻r约为40Ω,若该电池允许输出的最大电流为20mA.为了测定该电池的电动势和内阻,某同学准备了如下器材:
A.待测电池
B.电压表V:量程0~15V,内阻Rv≈15kΩ;
C.电流表A:量程0~1mA,内阻RA=38Ω;
D.电阻箱R:0-999.9Ω;
E.定值电阻R1=2Ω;
F.定值电阻R2=19Ω;
G.定值电阻R3=72Ω;
H.定值电阻R=108Ω
I.开关、导线若干.
(1)该同学设计的部分电路如图甲所示,图中保护电阻R0应选择器材中的___________(填写器材前的选项字母)
(2)选择合适的器材,将虚线框中的电路补充完整_______,并在电路中注明所选器材的符号:
(3)将电阻箱的阻值调整到最大,闭合开关.
(4)调节电阻箱的电阻,使所选电表指针指到某一位置,记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x,电表读数用国际单位(A或V)作单位.
(5)重复步骤(4)获取多组R和x的值.
(6)断开开关,整理器材.
(7)据所得数据在-R坐标系中描点连线,如图乙所示.
根据图线可求得该电池的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω.(结果均保留一位小数)
现要较准确地测量量程为0~3V、内阻大约为3kΩ的电压表V1的内阻Rv,实验室提供的器材如下:
电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程0~1mA,内阻约100Ω)
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
定值电阻R1(阻值200Ω);
定值电阻R2(阻值2kΩ);
滑动变阻器R3(最大阻值100Ω,最大电流1.5A)
电源E1(电动势6V,内阻约0.5Ω)
电源E2(电动势3V,内阻约0.5Ω);
开关S,导线若干
(1)选用上述的一些器材,甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路.
在图甲的电路中,电源选择E1,则定值电阻R应该选择___;在图乙的电路中,电源选择E2,电流表应该选择___.(填写对应器材的符号)
(2)根据图甲电路,多次测量得到多组电手表V1和V2的读数U1、U2,用描点法得到U1﹣U2图象,若图象的斜率为k1,定值电阻的阻值为R,则电压表V1的内阻RV=___;根据图乙电路,多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1'、I,用描点法得到可U1′﹣I图象,若图象的斜率为k2,则电压表V1的内阻RV′=___.(用题中所给字母表示)
(3)从实验测量精度的角度分析,用图___电路较好;原因是___.