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8.从下面给定的器材中选出适当的实验器材(有些器材的阻值是大约值,有些器材的阻值是准确值).设计一个测量阻值Rx约为250Ω的电阻的电路,要求便于操作,方法简捷,要尽可能提高测量的精度.
电流表A1,量程10mA,内阻rA1≈350Ω
电流表A2,量程300μA,内阻rA2≈300Ω
电流表A3,量程100μA,内阻rA3≈500Ω
电压表V1,量程10V,内阻rV1=15kΩ
电压表V2,量程3V,内阻rV2=10kΩ
滑动变阻器R1,全阻值50Ω,额定电流为1A
滑动变阻器R2,全阻值5000Ω,额定电流为1A   电池组,电动势6V,内阻很小但不能忽略
开关及导线若干
(1)测量电路中电流表应选A1,电压表应选V2,滑动变阻器应选R1(填代号)
(2)画出测量Rx的电路图.
(3)在所测量数据中选一组数据计算Rx,计算表达式Rx=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}-\frac{{U}_{2}}{{r}_{v2}}}$,表达式中各符号表示的意义是U2为电压表V2的示数,I1为电流表A1的示数,rV2表示电压表V2的内阻;.

分析 (1)根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表,为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器;
(2)根据电阻阻值与电流表、电压表内阻的大小关系可以选出合理的接法,则可画出电路图;
(3)由接法可知RX两端的电压及电流,由欧姆定律可求得电阻值.

解答 解:(1)电源电动势为6V,电压表如果选V1,测量误差较大,为减小实验误差,则电压表应选取3V量程的V2
因电压表选V2,电阻两端最大电压为3V,电路中的最大电流约为I=$\frac{3}{250}$=0.012A=12mA,故电流表应选A1;为方便实验操作,滑动变阻器应选R1
(2)滑动变阻器最大阻值为50Ω,待测电阻阻值为250Ω,待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,
为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法;电流表内阻约为350Ω,电压表内阻为10kΩ,
电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,如电路图如图所示:

(3)电阻两端电压为:U2,通过待测电阻的电流为A1的示数减去电压表的分流,
由欧姆定律可知:RX=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}-\frac{{U}_{2}}{{r}_{v2}}}$,U2为电压表V2的示数,I1为电流表A1的示数,rV2表示电压表V2的内阻; 
故答案为:(1)A1;V2;R1.(2)电路图如图所示;(3)$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}-\frac{{U}_{2}}{{r}_{v2}}}$;U2为电压表V2的示数,I1为电流表A1的示数,rV2表示电压表V2的内阻;

点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、求电阻阻值,要掌握实验器材的选择原则,根据实验原理与实验器材确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键,根据电路结构、应用并联电路特点与欧姆定律即可求出电阻阻值.

练习册系列答案
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18.如图甲所示,PQ为某电场中的一条电场线,一质量为m、电量为q的粒子(不计重力)在电场线上的O点由静止释放,粒子只在电场力作用下运动的运动路径中的电场场强E与运动的位移关系图象如图乙所示,则下列关于粒子运动的速度v、加速度a随时间t,电势φ、动能Ek随运动的位移x的关系可能正确的是(  )
A.B.C.D.

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(1)当汽车底盘突然以速度v向上振动时,若线圈中的电流大小为I,求线圈产生的电动势的大小和此时缸塞Q受到的电磁力的大小和方向.
(2)检测机构让汽车在平直的路面上以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测绘处了车轮“不带动发电机”和“带动发电机”两种状态下汽车的动能与位移关系的对比图线①和②(未计振动动能),若忽略测试路面的阻力差异和空气阻力,请你根据图线求出测试中有多少汽车动能被回收转化了.
(3)求出在(2)的测试中,汽车在加速阶段所用的时间.

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16.如图,光滑水平地面上方x≥0的区域内存在着水平向内的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T.有一长度为l=2.0m内壁粗糙的绝缘试管竖直放置,试管底端有一可以视为质点的带电小球,小球质量为m=1.0×10-2kg,带电量为q=0.3C小球和试管内壁的滑动摩擦因数为μ=0.5.开始时试管和小球以v0=1.0m/s的速度向右匀速运动,当试管进入磁场区域时对试管施加一外力作用使试管保持a=2.0m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,小球经过一段时间离开试管.运动过程中试管始终保持竖直,小球带电量始终不变,g=10m/s2.求:
(1)小球离开试管之前所受摩擦力f和小球竖直分速度vy间的函数关系(用各物理量的字母表示).
(2)小球离开试管时的速度.

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(2)然后将S拨向接点2,调节RN,使标准电流表A0的示数为I,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值.

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