Question

完成下列实验

(1)用如图所示的器材，研究钨丝灯泡消耗的功率P与通过它的电流I之间的关系．已知灯泡的规格为“12 V 5 W”，电源的电动势为15 V，内阻忽略，滑动变阻器的规格为“20W  2 A”．功率的测量需要用到电流表、电压表．请将图中的器材连成实验电路．要求实验中灯泡两端的电压变化范围为0～12 V．

(2)用螺旋测微器(千分尺)测小球直径时，示数如图所示．这时读出的数值是______，单位是_______．

(3)用替代法测电流表内电阻的电路图，如图所示．

器材：待测电流表A量程0～10 mA，内阻R_A约为30W (待测)；电流表A′量程50 mA；电阻箱R₁：0～999.9W ；滑动变阻器R₂：0～500W ；电源：E＝3 V，内阻约1W ．

①滑动变阻器滑片P在实验开始前应放在______端．

将单刀双掷开关S先接“1”位置，调节滑动变阻器滑片P的位置，使待测表A至某位置(或满偏)记下电流表A′的位置I′，滑片P的位置不再移动．

②将开关S接“2”位置，调节电阻箱使______．

③则待测安培表A的内电阻R_A＝_______．

写出测量原理________________________________．

Answer 1

答案：
解析：

设计意图：本题考查了螺旋测微器的读数方法，滑动变阻器分压与限流的选择，电流表内接法与外接法的选择，替代法测电流表内阻，同时也考查了学生的实验能力． 解析：(1)灯泡灯丝正常发光时的电阻为RL＝＝28.8W ．该阻值大于滑动变阻器的全值电阻．故滑动变阻器采用分压式接法． 灯泡灯丝允许通过的最大电流I额＝ A，故电流表选择0.6 A的量程． 灯泡两端允许加的最大电压为U额＝12 V，故电压表量程选取15 V量程． 由于题中没有已知电流表与电压表的内阻，故电流表采用内接法和外接法均可．实验电路如下图所示． (2)螺旋测微器的精确度为0.01 mm，固定刻度上的读数为8 mm，可动刻度的读数为0.01 mm×47.0＝0.470 mm，则小球的直径为8.470mm． (3)用替代法测电阻 ①为了使得闭合电键时，电路中的电流最小，滑动变阻器的滑片应停留在阻值最大的地方，即b端． ②将开关S接“2”位置，调节电阻箱使电流表A′的示数仍为I′． ③则待测安培表A的内阻RA等于电阻箱的读数R1．测量原理是：当S接“1”时，根据闭合电路欧姆定律，有 I′＝                                                                                          ① 当S接“2”时，有 I′＝                                                                                           ② 由①②两式得： RA＝R1 易错点：在第(1)问连接电路时，存在的问题主要有：量程的选择、正、负接线柱的连接、变阻器连接方法、连线出现交叉等．第(2)问的错误主要表现在有效数字上． 答案：(1)略 (2)8.470；mm (8.470～8.472 mm均得分) (3)①b　②电流表示数仍为I′　③电阻箱的读数R1；I′＝，I′＝，则RA＝R1