题目列表(包括答案和解析)
用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零,电压表的内电阻为无限大.实际上,电流表和电压表都有一定的电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻.所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻.这样,电流表两端就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流.
(1)现有一个量程为0.6 A,内电阻为0.13 Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能,请说明理由.若能,请说明用它能测量的最大电压值.
(2)现要精确测量一个阻值约为8 Ω的电阻Rx,实验室提供下列器材.
电流表A1:量程100 mA,内电阻r1=4 Ω
电流表A2:量程500 μA,内电阻r2=750 Ω
电压表V:量程10 V,内电阻r3=10 kΩ
变阻器R0:阻值约10 Ω
定值电阻R1:阻值约10 kΩ
电池E:两端电压约1.5 V
开关S,导线若干
①选出你测量时所需的适当器材,并在图的虚线方框中画出电路图.
②需要测量哪些物理量?根据所测物理量,写出被测电阻Rx的表达式.
探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜 想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【实验器材】电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),两只滑动变阻器(“20 Ω 2 A”、“50 Ω 1 A”),导线若干。
【实验过程】(1)根据图所示实物图在虚线框内画出电路图。
(2)小明按图正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程。小明操作中的错误是 ▲ 。
(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一。分析数据可得出猜想 ▲ 是正确的。
表一 表二
电压U/V | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | |
电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 | 电流 I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(4)小红在探究猜想③时,先将5 Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V,并记下电流值;再分别改接10 Ω、15 Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。分析数据得出,猜想③是正确的。为了完成此实验,滑动变阻器应选择___▲___(“20Ω 2A”和“50Ω 1A”中选择一个),实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是 ▲ 。
(5)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3 V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究。小华与小红的实验相比不同之处是: __________________________▲__________________________________________。
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| R=5Ω | 电压/V | 2.0 | 4.0 | 6.0 |
| 电流/A | 0.4 | 0.8 | 1.2 |
| U=6v | 电阻/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流/A | 1.2 | 0.6 | 0.4 |
| 电压表示数U/V | 电流表示数I/A | 小灯泡功率P/W | 灯泡亮度 |
| 2.0 | 0.20 | 0.4 | 稍亮 |
| 2.5 | 0.22 | 0.55 | 较亮 |
| 3.0 | 0.25 | 0.75 | 亮 |
| 3.8 | 0.30 | 1.14 | 更亮 |
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电压U/V | 3.2 | 4.8 | 6.4 |
| 电流I/A | 0.5 | 0.75 | 1.00 |
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