電學(xué)儀器的使用及基本電路的選擇 A級(jí)基礎(chǔ)練1某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為_cm和_mm.解析：用毫米刻度尺測(cè)量時(shí)，讀數(shù)應(yīng)讀到mm的下一位，即長(zhǎng)度測(cè)量值為60.10 cm；題圖乙中游標(biāo)卡尺為五十分度游標(biāo)卡尺，精確度為0.02 mm，主尺讀數(shù)為4 mm，游標(biāo)尺第10條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為10×0.02 mm0.20 mm，所以金屬桿直徑測(cè)量值為4.20 mm.答案：60.104.202一個(gè)未知電阻，無(wú)法估計(jì)其電阻值，某同學(xué)用伏安法測(cè)量此電阻，用如圖所示甲、乙兩種電路各測(cè)一次，用圖甲測(cè)得的數(shù)據(jù)是3.0 V,3.0 mA.用圖乙測(cè)得的數(shù)據(jù)是2.9 V,4.0 mA.由此可知，用圖_測(cè)得Rx的誤差較小，測(cè)量值Rx_.解析：對(duì)比兩次測(cè)量中電壓和電流的變化量，電壓的變化量為原電壓的，電流的變化量為原電流的，說(shuō)明電壓的變化量遠(yuǎn)小于電流的變化量因此，電流表分壓不明顯，即電流表內(nèi)阻RARx，所以采用圖甲測(cè)量時(shí)誤差較小，且Rx 1 000 .答案：甲1 000 3如圖甲所示為某次測(cè)量時(shí)電壓表的刻度盤的情形，若當(dāng)時(shí)使用的是該表的03 V量程，那么電壓表讀數(shù)為_V，若當(dāng)時(shí)使用的是該表的015 V量程，那么電壓表讀數(shù)應(yīng)為_V；如圖乙所示的電阻箱的讀數(shù)為_.解析：03 V量程最小刻度是0.1 V，要向下估讀一位，讀1.15 V(由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.141.16 V都算正確).015 V量程最小刻度為0.5 V，只要求讀到0.1 V這一位，所以讀5.7V(5.65.8 V都算正確)圖乙中的電阻箱有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率，將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到電阻箱的讀數(shù)為84 580.2 .答案：1.15(1.141.16均可)5.7(5.65.8均可)84 580.24有一只滿偏電流Ig5 mA，內(nèi)阻Rg400 的電流表G.若把它改裝成量程為10 V的電壓表，應(yīng)_聯(lián)一個(gè)_的分壓電阻，該電壓表的內(nèi)阻為_；若把它改裝成量程為3 A的電流表，應(yīng)_聯(lián)一個(gè)_的分流電阻，該電流表的內(nèi)阻為_.解析：改裝成電壓表時(shí)應(yīng)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻由歐姆定律得UIg(RgR1)，分壓電阻R1Rg 400 1 600 ，該電壓表內(nèi)阻RVRgR12 000 .改裝成電流表時(shí)應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻，由并聯(lián)電路兩端電壓相等得IgRg(IIg)R2.分流電阻R2Rg 0.668 .該電流表內(nèi)阻RA0.667 .答案：串1 6002 000并0.6680.6675一只小燈泡，標(biāo)有“3 V0.6 W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測(cè)量該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為1 ；最大阻值為5 的滑動(dòng)變阻器；電流表的內(nèi)阻為1 ；電壓表的內(nèi)阻為10 k；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)在設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用_(選填“內(nèi)接”或“外接”)法滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用_(選填“分壓式”或“限流式”)接法(2)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖(盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差)解析：因小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為Rx15 ，而電流表、電壓表的內(nèi)阻分別為1 和10 k，滿足RVRx，電流表應(yīng)外接；實(shí)驗(yàn)中因小燈泡兩端電壓只需3 V，而電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法答案：(1)外接分壓式(2)如圖所示6要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V，并便于操作已選用的器材有：電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5 V，內(nèi)阻約1 )；電流表(量程為0250 mA，內(nèi)阻約5 )；電壓表(量程為03 V，內(nèi)阻約3 k)；電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的_(填字母代號(hào))A滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 ，額定電流1 A)B滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 750 ，額定電流0.3 A)(2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖_(填字母代號(hào))解析：(1)根據(jù)小燈泡標(biāo)示的額定值可以計(jì)算出小燈泡的額定電流I A0.2 A，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器在此電流下都能保證安全，根據(jù)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線的要求，小燈泡兩端的電壓需要從零開始調(diào)節(jié)，故調(diào)節(jié)電路中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法為方便調(diào)節(jié)應(yīng)選用最大阻值小的滑動(dòng)變阻器，故選A.(2)額定電壓下小燈泡的阻值R 15 ，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故電流表應(yīng)該采用外接法，所以電路應(yīng)采用分壓外接法，故選B.答案：(1)A(2)BB級(jí)能力練7某同學(xué)想用以下器材組裝一只歐姆表，并比較精確地測(cè)量一只幾千歐電阻的阻值A(chǔ)電流計(jì)，滿偏電流為1 mA，內(nèi)阻為20 B電流計(jì)，滿偏電流為0.6 A，內(nèi)阻為5 C電動(dòng)勢(shì)15 V，內(nèi)阻5 的直流電源D電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻3 的直流電源E最大阻值為5 000 的滑動(dòng)變阻器F最大阻值為100 的滑動(dòng)變阻器(1)以上器材應(yīng)選用_(填字母)，并在下面虛線框內(nèi)畫出所組裝的歐姆表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖(2)歐姆表調(diào)零后，滑動(dòng)變阻器被接入電路部分的阻值為_.(3)若用此歐姆表測(cè)量電阻，發(fā)現(xiàn)指針指在滿偏電流的三分之一處，則此電阻的阻值約為_.(4)如果電池長(zhǎng)期未用，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，電動(dòng)勢(shì)基本不變，且仍然能正常調(diào)零，這將導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果_(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)解析：(1)選取器材要能夠滿足歐姆表調(diào)零的要求，即I，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，電流小于電流表的滿偏電流Ig，綜合考慮應(yīng)選A、D、E.歐姆表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖如圖所示(2)歐姆表調(diào)零時(shí)，由閉合電路歐姆定律得EIg(RRgr)，代入數(shù)據(jù)解得R2 977 .(3)測(cè)量電阻時(shí)，由閉合電路歐姆定律得E I(RRgrRx)，由題意得I，代入數(shù)據(jù)解得Rx6 000 .(4)用歐姆表測(cè)電阻時(shí)要先進(jìn)行調(diào)零，電池內(nèi)阻對(duì)歐姆表的測(cè)量結(jié)果沒有影響由于電池的電動(dòng)勢(shì)不變，根據(jù)上面的分析可知，測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確答案：(1)ADE圖見解析(2)2 977(3)6 000(4)準(zhǔn)確8某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表采用分壓電路接線，圖1是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖2中的R1，其阻值約為5 .(1)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接_(填“a”或“b”)、導(dǎo)線連接_(填“c”或“d”)(2)正確接線測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為_.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長(zhǎng)是R1的，若測(cè)R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選_(填選項(xiàng))A連接a，連接cB連接a，連接dC連接b，連接cD連接b，連接d解析：(1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值，故采用電流表外接法，又知滑動(dòng)變阻器采用分壓電路接線，故測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接a、導(dǎo)線連接d.(2)作圖如圖所示，則R1 4.5 .(3)根據(jù)電阻定律可得R，故R2R1，要測(cè)R2的阻值，與測(cè)量R1一樣，最優(yōu)的連線應(yīng)連接a，連接d，故B正確答案：(1)ad(2)圖見解析4.5(4.44.7)(3)B9某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來(lái)校對(duì)待測(cè)電流表G2的滿偏電流和測(cè)定G2內(nèi)阻的電路，如圖所示已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱該同學(xué)順利完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程包含以下步驟，其合理的順序依次為_(填步驟的字母代號(hào))；A合上開關(guān)S2B分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大C記下R2的最終讀數(shù)D反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2的阻值，使G1的示數(shù)仍為I1，使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，此時(shí)R2的最終讀數(shù)為rE合上開關(guān)S1F調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，此時(shí)G1的示數(shù)為I1，記下此時(shí)G1的示數(shù)(2)僅從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看，用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比_(選填“偏大”“偏小”或“相等”)；(3)若要將G2的量程擴(kuò)大為I, 并結(jié)合前述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量的結(jié)果， 寫出須在G2上并聯(lián)的分流電阻R分的表達(dá)式，R分_.解析：(1)實(shí)驗(yàn)首先要保證G1、G2不被燒壞，應(yīng)先將R1、R2的阻值調(diào)至最大實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持合上S2與斷開S2兩種情況下G1的示數(shù)I1為G2的滿偏電流IG2，當(dāng)合上S2時(shí)，G2示數(shù)為，此時(shí)流過(guò)R2的電流也為，得R2RG2.綜上所述可知步驟為BEFADC.(2)這種方法測(cè)量的G2的內(nèi)阻與真實(shí)值相等(3)擴(kuò)大G2量程時(shí)原理如圖所示，有(II1)R分I1r，解得R分.答案：(1)BEFADC(2)相等(3)10.某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路(1)已知表頭G滿偏電流為100 A，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900 .R1、R2和R3是定值電阻利用R1和表頭構(gòu)成1 mA的電流表，然后再將其改裝為兩個(gè)量程的電壓表若使用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1 V；若使用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3 V則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)R1_，R2_，R3_.(2)用量程為3 V，內(nèi)阻為2 500 的標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)改裝表3 V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)所用電池的電動(dòng)勢(shì)E為5 V；滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50 和5 k.為方便實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應(yīng)選用最大阻值為_的滑動(dòng)變阻器(3)校準(zhǔn)時(shí)，在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P應(yīng)靠近_(填“M”或“N”)端(4)若由于表頭G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn)，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值_(填“大于”或“小于”)900 .解析：(1)根據(jù)題意，R1與表頭G構(gòu)成1 mA的電流表，則IgRg(IIg)R1，得R1100 ；若使用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1 V，則R2910 ；若使用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3 V，則R3R22 000 .(2)電壓表與改裝電表并聯(lián)之后，電阻小于2 500 ，對(duì)于分壓式電路，要求滑動(dòng)變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分，同時(shí)還要便于調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器選擇小電阻，即選擇50 的電阻(3)在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P應(yīng)靠近M端，使并聯(lián)部分分壓為零，起到保護(hù)作用(4)造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，說(shuō)明通過(guò)表頭G的電流偏小，則實(shí)際電阻偏大，故表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值大于900 .答案：(1)1009102 000(2)50(3)M(4)大于8