在上体育课时,有两个同学做了如下游戏:他们取了5Kg和4Kg的两个铅球,让两个铅球从沙坑上方的同一高度下落,发现5Kg的铅球下陷的深一些,于是这两个同学认为质量大的铅球重力势能一定大。请设计实验证明这两个同学的说法是错误的。
(伏安法)小华同学在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中,电源电压保持不变。所用电压表0~15伏量程损坏,但0~3伏量程完好,其余器材均完好。所用滑动变阻器上标有“20W 2A”字样。
(1)小华按图正确连接实验电路,在闭合电键S前,他应将滑动变阻器的滑片置于变阻器的________端(选填“左”或“右”)。
(2)他实验步骤正确,闭合电键,观察到电压表、电流表的示数分别为2.4伏和0.18安,则所用的电源电压为________伏。
(3)接着,他移动滑动变阻器的滑片到中点位置(即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧),观察到电流表示数为0.24安,则待测电阻RX两端的电压为________伏,RX的阻值为________欧。
(4)小华继续减小变阻器连入电路中的阻值,同时在不更改器材的情况下,解决了实验中遇到的困难。当滑动变阻器的滑片在某点时,电压表的示数如图所示,则此时待测电阻RX两端的电压为________伏。
小明用如图所示电路测量某电路元件盒中未知电阻Rx的阻值,已知未知电阻Rx的阻值不小于5Ω,电源由两节干电池组成,除了开关、导线外,可供使用的实验器材有:电压表(量程0﹣15V,0﹣3V),电流表(量程0﹣3A,0﹣0.6A),滑动变阻器R(20Ω,1A),阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2.
(1)为完成此实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A.
(2)实验中移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数是0.14A时,电压表的示数是2.1V,当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1.8V,电路元件盒中电源电压是 V,未知电阻Rx的阻值是 Ω.
(3)小明的同学利用上述器材,还设计了测量位置电阻Rx的四种实验电路,其中无法测出未知电阻Rx的是 .
(等效替代法)同学们利用输出电压恒定的电源、电阻箱和电流表等器材测量定值电阻Rx的电阻值.小明连接的实验电路如图甲所示.
(1)他在检查电路时发现,闭合开关S1后,电流表无示数,再闭合开关S2,电流表指针急剧向右偏转至端点,电路中可能出现的问题是 (填序号).
A.开关S1处断路; |
B.开关S1处短路; |
C.待测电阻Rx处断路; |
D.电阻箱接入电路电阻值为零; |
(2)排除故障后,请你跟小明一起完成对电阻Rx的测量.
①断开开关S2,闭合开关S1后,电流表的示断为I.
②将电阻箱的电阻值调到 ;
③开关S1、S2都闭合后,调节电阻箱示数如图所示,使电流表的示数为_________ ;
④待测电阻Rx= _________ Ω.
(等效替代法)如图示意在物理实验中常用等效替代法。其中Rx是待测电阻,R是滑动变阻器,R0是电阻箱。根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。
①按电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调到最大;
②闭合开关S1前,滑动变阻器滑片P置于________端;
③闭合开关S1;
④闭合开关_______,调节滑片P,使电压表指针指在适当位置,记下此时电压表示数U;
⑤先断开开关________,再闭合开关________,保持_____的电阻不变,调节________,使电压表的示数仍为U;
(等效替代法)用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中RX为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R0为10Ω的定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I,
B.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大,
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I,
D.读出电阻箱的示数R。
(1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)。
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为 Ω。则待测电阻的阻值为 Ω。
(3)下列四组方法中与本实验所采用的物理思想方法相同的是( )
A.研究电流时,将它比作水流
B.研究动能大小时,用木块移动的距离来反映动能大小
C.探究电流与电压的关系时,保持电阻一定
D.用总电阻替代两个串联的电阻