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物理必考小刚想利用一台电源.一块电压表和电阻值已知的定值电阻R0等器

更新时间:2024-01-20 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

小刚想利用一台电源、一块电压表和电阻值已知的定值电阻R0等器材,测量电阻RX的电阻值.他连接的电路如图所示.实验开始,小刚发现在闭合开关S1后,再闭合或断开开关S2,电压表的示数始终为U不变.检查后发现电路元件、导线均完好.因为无法测得第二个电压值,使得实验无法完成.P5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)请你改动一根导线的连接位置,帮助小刚顺利完成实验(在需要改动的导线上画“×”,并画出导线改动后的连接位置);P5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)画出电路改正以后所对应的电路图;P5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)请利用已知量和测量量写出待测电阻的表达式RX=________;P5F物理好资源网(原物理ok网)

(4)在测量过程中,电压表使用了不同的量程,其指针两次指示的位置均如图所示,若R0=10Ω,则电源两端电压U=________V;电阻RX=________Ω.

试题答案

解:(1)认真读图可知,电压表所测为电路的总电压,这是造成其示数不改变的原因.而根据题意应将其与R0并联,故应将最左侧连接开关S2左端的线断开,改接开关S2的右端,使其与R0并联,如图所示;P5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)结合改正后的实物图,画出电路图如图所示.电压表与R0并联,开关S2与RX并联,当S2断开时,电路是串联电路,当S2闭合时,RX被短路;P5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)当开关S2闭合时,两电阻串联,此时的电流为,根据串联分压的规律,此时RX两端的电压=U-U0P5F物理好资源网(原物理ok网)

代入公式RX==R0P5F物理好资源网(原物理ok网)

(4)当开关S2断开时,电压表的示数就是电源电压,此时的量程应为0~15V,分度值为0.5V,其示数为11.5V;P5F物理好资源网(原物理ok网)

当开关S2闭合时,电压表的示数就是R0两端电压,此时的量程应为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.3V;P5F物理好资源网(原物理ok网)

电阻RX=R0=?10Ω=40Ω.P5F物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)见图; (2)见图;(3)R0;(4)11.5;40.P5F物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)根据实验中出现的问题,找出图中对应的错误,再对其进行改动.图中的电压表应与R0并联,而开关S2应与RX并联,而现在的连接并不符合这一要求;P5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)结合改正后的实物图,画出相应的电路图;P5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)实验的关键在于如何通过现有器材得出流经RX的电流.当电路串联时,流经两个电阻的电流是相同的,再根据电压表的示数和已知阻值R0可得出电流的大小,同时根据串联分压,又可得出RX两端电压的大小,最后代入欧姆定律即可表示出待测的电阻.P5F物理好资源网(原物理ok网)

(4)当开关S2断开时,电压表的示数就是电源电压,此时的量程也一定是大量程;当开关S2闭合时,电压表的示数就是R0两端电压,此时的量程一定是小量程;将数据代入表达式计算,即可得出电阻的值.P5F物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查利用电压表测量和定值电阻测量未知电阻,属于常规知识点的考题,但是由于出题方式比较新,带来一定的难度.此题融合了电路分析和故障判断和修改,并以此为基础进行下面的实验.此题的突破口重点在第一问,只有通过电路的连接,明确实验的设计意图,才能顺利解决后面的问题.此题是非常好的未知电阻的测量考题,热点知识的创新考法,值得关注.P5F物理好资源网(原物理ok网)

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