实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V和15V,其内部电路如图所示,因电压表的表头已烧坏,无法知道其电学特性,但两个
精密电阻
、
完好,测得
=2.9kΩ,
=14.9kΩ。现有两个表头,外形都与原表头
相同,已知表头
的满偏电流为1mA,内阻为50Ω;表头
的满偏电流0.5mA,内阻为200Ω,又有三个精密定值电阻
=50Ω,
=100Ω,
=150Ω。若保留
、
的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题:
12.原表头满偏电流
=________ mA,内阻
=_________Ω
13.在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标识出所选用的相应器材符号)
14.某学习小组利用修复的电压表,再加上可以使用的以 下器材:测量一未知电阻的阻值,电流表A量程0~5mA,内阻未知;最大阻值约为100Ω的滑动变阻器;电源
(电动势约3V);开关
、导线若干。由于不知道未知电阻的阻值范围,学习小组为精确测出未知电阻的阻值,选择合适的电路,将修复后的电压表正确连线接入电路。读得电压表示数为2.40V,电流表示数为4.00mA,则未知电阻阻值
为____Ω。
23、如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。 在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:
(i)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ii)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调滑动变阻器R,使A1示数I1 = 0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2。
(iii)重复步骤(ii),再侧量6组R1和I2;
(iv)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题:① 现有四只供选用的电流表:
A1应选用 ,A2应选用 。② 测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1= 0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。③ 在坐标纸上画出R1与I2的关系图。
11.实验桌上准备了下列器材:
A、电源:电动势E约3V,内阻r<1Ω
B、电压表:量程3V,内阻RV=30kΩ
C、开关一只
要求用上列器材尽可能精确地测量一只阻值在10kΩ~20kΩ范围内的待测电阻Rx的阻值
(1)设计实验电路,在实物图中按所设计的电路连线;
(2)按照实验电路,写出结果表达式Rx=_________.
12.要精确测量电流表A1的内阻,实验室提供的器材有:
电流表A1(量程为150 mA,内阻约为10)
电流表A2(量程为300 mA,内阻约为5)
电压表V(量程为15 V,内阻约为3 k)
定值电阻R0(阻值为10)
滑动变阻器R1(0 - 10,额定电流为2 A)
滑动变阻器R2(0 -250,额定电流为0.3 A)
电源E(电动势为3V,内阻较小)
电键、导线若干
(1)有人拟将电压表V和待测电流表A1并联接人电压合适的测量电路中,测出A1的电压和电流,再计算出r1。该方案实际上不可行,其最主要的原因是____________;
(2)若实验时要求电流表A1的示数从零开始变化,且能测出多组数据,尽可能准确地测量出电流表A1的内阻r1.请在虚线方框中画出实验电路图,并在图中标出所用器材的代号;
(3)若选取测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1=_____,式中各符号的意义是____________.
1mA (1分) 100Ω(1分)
由图示电路图可知,电压表量程:
Ig(rg+R1)=3V,
Ig(rg+R2)=15V,
代入数据解得:Ig=1mA,rg=100Ω;
闭合电路欧姆定律;串联电路和并联电路
根据串联电路特点与欧姆定律求出表头的满偏电流与内阻.
根据闭合电路欧姆定律结合电压表的量程列方程组.
如图 (2分)(还有连接方法:与串联,再与并联,同样给2分)
修复电压表,表头满偏电流为,Ig=1mA,电阻应为:rg=100Ω,所选的表头与电阻联接后要与原表头的满偏电流Ig,内部电阻rg相同,则需要的实验器材为:表头的满偏电流1mA,内阻为50Ω的表头以及r1,即将表头和r1串联在电路中使用,电路图如图所示:
把电流表改装成电压表
应用串联电路特点与欧姆定律选择实验器材,根据电压表的改装原理作出电路图.
修复电压表所选的表头与电阻联接后要与原表头的满偏电流Ig,内部电阻rg相同.
750Ω(2分),实物连线作图(1分)(正负接线柱要接对)
根据题意可明确实验中应采用分压接法,电流表采用外接法,故实物图如图所示:
电压表量程为3V,则其内阻
欧姆定律;串联电路和并联电路
根据伏安法测电阻的实验要求明确对应的接法,并由欧姆定律求解电阻.
根据欧姆定律计算Rx时,所用电流要用电流表的示数减去通过修复后的电压表的电流.