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某同学用电压表和电流表测量Rx的电阻,已知电压表内阻约3kΩ,电流表内阻约1Ω.

(1)某同学用如图甲所示电路测量电阻Rx,Rx的测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”);若被测电阻Rx的阻值约为10Ω,应采用图______(选填“甲”或“乙”)所示由路误差会比较小.
(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差.某学习小组设计了以下方案,以避免电表内阻引起的系统误差.该方案利用图丙所示的电路进行测量,主要实验步骤如下:
第一步:将单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1,调节滑动变阻器Rp1和Rp2,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记录此时电压表和电流表的示数U1、I1
①请你写出第二步操作步骤,并说明需要记录的数据;______
②用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是Rx=______.
③简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差.______.
(1)电流表采用外接法时,电压表测量的电压为电阻两端的电压,考虑到电压表的内阻,电流表测量的电流为电压表和电阻的电流之和,即测得的电流偏大,根据欧姆定律,知测得的电阻偏小.
若被测电阻Rx的阻值约为10Ω,该电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,根据“小外偏下”,知用电流表外接法测量误差较小.所以采用甲图所示电路.
(2)①将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2
②③、根据欧姆定律知:
U1
I1
=Rx+RA+Rp2;,
U2
I2
=RA+Rp2,两式相减,则,Rx=
U1
I1
-
U2
I2
,从中可以发现电流表内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响.
故答案为:(1)偏小,甲
(2)①将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2
②Rx=
U1
I1
-
U2
I2

③当单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1时有,
U1
I1
=Rx+RA+Rp2;当单刀双掷开关S2接1,闭合开关S1时有,
U2
I2
=RA+Rp2,所以有,Rx=
U1
I1
-
U2
I2
,该实验中电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

条形磁铁插在闭合线圈中,如图所示,磁铁向外拔出过程中,甲同学判定线圈上感应电流方向由右向左,理由是条形磁铁外部磁感线从北极发出进入南极,所以穿过线圈的原磁场方向向下……;乙同学判定线圈上感应电流方由左向右,理由是条形磁铁内部磁感线由S极指向N极,所以穿过线圈的原磁场方向向上…….你认为_______同学判定的结果正确。正确的理由是___________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

一电流表头的满偏电流,内阻,欲将其改装成如图所示的两个量程的电压表,则  Ω,  Ω。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有一电阻值约为20Ω、额定功率约为7.2W的灯泡,现准备用伏安法测量多组数据,借助I~U图象较准确地测其阻值,实验室提供的器材有:
A.电流表(量程O~3A,内阻约O.1Ω)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(量程O~15V,内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器(阻值O~10Ω,额定电流2A)
F.直流电源(电动势12V,内阻不计)
G.开关及导线若干
①若此电阻为金属丝绕制而成,用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径为______mm.
②要使测量误差尽量小,电流表应选择______,电压表应选择______.(填序号字母)
③按实验要求画出实验电路图.
④试将题图所示器材连成实验电路.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

要测定一个白感系数很大的线圈L的直流电阻,实验室提供下列器材:
①待测线圈L,阻值约为2Ω,额定电流为2A(符号
②电流表A1,量程为0.6A,内阻为0.2Ω(符号
③电流表A2量程为3A,内阻约为0.2Ω(符号
④变阻器R1,阻值为0-10Ω,变阻器R2阻值为0-lkΩ(符号
⑤电池E,电动势为9V,内阻很小(符号
⑥定值电阻R3=10Ω,Ry=100Ω(符号
⑦开关S1,S2(符号
要求实验时,改变变阻器的阻值,可使在尽可能大的范围内测得多组A1表,A2表的读数
I1、I2,然后利用I1-I2的图象,求出电感线圈的电阻.
(1)实验中定值电阻应选用______,变阻器应选用______
(2)请在方框内画出电路图.
(3)实验结束时应先断开开关______
(4)实验测得数据如图I1-I2所示,则电感线圈的直流电阻值为______.(保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

实验室中有一只允许最大电流为20mA、阻值约为150Ω的电阻Rx,某同学为了准确测量该电阻的阻值,进行了如下的实验.
(1)由于没有合适量程的电流表,该同学将一灵敏电流表G(量程200μA,内阻为360Ω)改装成量程为2mA的电流表A,应将电流表G______联一只阻值为______Ω的定值电阻.
(2)除以上改装好的电流表A,实验室还提供了下列器材:电源E(电动势4V),电压表V(量程3.0V,内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)、电键S、导线若干.请在右面的方框中画出你设计的电路图.
(3)该同学连接好电路后,调节滑动电阻器R,得到下表中5组数据.根据实验数据作出该电阻的UI图线,并计算出电阻的阻值为______Ω.(保留三位有效数字)
实验次数12345
电压表V示数U/V0.480.991.632.102.57
电流表A示数I/mA0.260.520.861.121.32

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

(1)如图1的游标卡尺上有20个分度,精确度为0.05mm,图中表示测量某一工件的长度为______mm;测量某一金属丝的直径D为______mm.

(2)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)F.开关S一只、导线若干
①为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图2所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选______(选填“A1”或“A2”).
②请将实物连线补充完整.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在“测定金属的电阻率”的实验中,为了安全、准确、方便地完成实验:
①除电源(电动势为4V,内阻很小)、电压表V(量程3V,内阻约3kΩ),待测电阻丝(约3Ω)、导线、开关外,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______(选填下列器材的字母符号).
A.电流表A1(量程600mA,内阻约1Ω)电流表A2(量程3A,内阻约0.02Ω)
B.滑动变阻器R1(总阻值10Ω)滑动变阻器R2(总阻值100Ω)
②若用如图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的______点相连(选填“a”或“b”).若某次测量中,金属丝的长度为l,直径为D,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、l、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ=______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(Ⅰ)环境的污染日趋加重,汽车行业目前开始推行混动版(燃油与电动力搭配)家用汽车,电动力输出以锂离子电池组为核心,它由多个电池单元组成.下面是正在研制的一种新型电池单元,某同学在测定电源电动势和内电阻的实验中,测得多组电压和电流值,得到如图所示的U-I图线.
由图可求出该电源电动势E=______V;内阻r=______Ω.
(Ⅱ)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)先用多用电表对电阻大小进行粗测,选用欧姆档的“×10”档位,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为______Ω.

(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)
A2(量程0~30mA,内阻约20Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流2.0A) 开关S导线若干
据题意,该同学应选择电流表、电压表的代码分别是______;
(3)如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的______;

(4)若待测电阻的测量长度用l表示,直径用D表示,加在电阻两端的电压用U表示,通过电阻的电流用I表示,则此圆柱体材料的电阻率表达式为ρ=______.

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