某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2 kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4 V,电阻RV约为4.0 kΩ)
B.电流表A1(量程100 mA,电阻RA1约为5 Ω)
C.电流表A2(量程2 mA,电阻RA2约为50 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20 Ω,额定电流1 A)
E.电阻箱R2(0~999.9 Ω,最小分度值0.1 Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?
(2)在实验操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.
①请在下面的方框中画出实验电路图(标注所用器材符号).
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式________________________.
如下图所示为一电学实验的原理图。该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500Ω)。实物图所给两电流表量程相同,内阻都很小。实验步骤如下:
(1)调节电阻箱,使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近;将滑动变阻器的滑动头调到最右端;
(2)合上开关S;
(3)将滑动变阻器的滑动头向左端滑动, 使两个电压表指针都有明显偏转;
(4)记下两个电流表和
的读数I1和I2;
(5)多次改变滑动变阻器滑动头的位置,记下和
的多组读数I1和I2;
(6)求Rx的平均值。
回答下面问题:不计电流表内阻的影响,用I1、I2和R0表示Rx的公式为Rx=。
考虑电流表内阻的影响,用I1、I2、R0、
的内阻r1、
的内阻r2表示Rx的公式为Rx=。
为了测量电源的电动势和内阻,在实验室里我们通常采取下图甲电路测量,请根据电路图甲连接实物图。
由于电压表和电流表内阻的影响,下图甲所示电路存在系统误差,为了消除这一影响,某同学设计了如下的实验方案:选择两块量程合适的电压表V1和V2,一个满足实验要求的电阻箱R,电键若干。设计如下图乙所示的测量电路,该同学进行了如下的主要测量步骤:
①闭合电键S2,断开电键S1、S3,记下此时电压表V2的读数
②闭合S3,断开S1,S2,调节电阻箱R,当电压表V2的读数与①步骤的读数相同时,读出电阻箱的阻值为R0
③闭合S1、S2,断开S3,记下V1的示数U1
④再断开S1,记下V1和V2的示数U1′和U2′
请利用以上的测量数据写出该电源的电动势和内阻的测量值表达式E=,r= 。
某待测电阻Rx(阻值约20Ω)。现在要较准确地测量其阻值,且测量时要求两电表的读数均大于其量程的1/3,实验室还有如下器材:
A.电流表A1(量程150mA,内阻r1约为10Ω)
B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω)
C.定值电阻R0(100Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.直流电源E(电动势约4V,内阻较小)
F.开关S与导线若干在右图中虚线框内画出测量电阻Rx的电路图,并将图中元件标上相应符号;
用已知量和一组直接测得的量写出测量电阻Rx的表达式为。
如下图所示是电子拉力计的示意图,金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1之间的摩擦不计)。定值电阻R0;电阻R1是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的(类似于滑动变阻器),其长度为10cm,阻值R1=300Ω,电源电动势E=3V,内阻不计。理想电流表的量程为0~100mA。当拉环不受拉力时,触头P刚好不与电阻R1接触(即电路断开)。弹簧的劲度系数为10000N/m。电路中连入的R0阻值至少应为Ω。
设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值,那么在原电流表的40mA处应改为N。分析可知,拉力计的刻度是否均匀。(填写“均匀”或“不均匀”)
为了使拉力计的量程增大应采用的措施是(只填写一条)。
如下图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻,测量步骤如下:调节,使电表指针停在指针对准的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
将选择开关旋转到“Ω”档的位置。(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)
将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节,使电表指针对准的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如下图乙所示,该电阻的阻值为Ω。
测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。