11.某同學(xué)利用如圖(a)所示電路,測(cè)量一個(gè)量程為0-3V,內(nèi)阻約3kΩ的電壓表V1的內(nèi)阻Rx,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電壓表V1;電壓表V2(量程0-10V,內(nèi)阻約10kΩ);滑動(dòng)變阻器R1(0-500Ω);定值電阻R=5.0Ω;電源E(電動(dòng)勢(shì)8V,內(nèi)阻較。;開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.

回答下列問題:
(1)根據(jù)圖(a)所示的電路,在圖(b)中用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖的電路連接完整;
(2)閉合開關(guān)S前應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最左端(填“左”或“右”),多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記下電壓表V1的示數(shù)U1和電壓表V2的示數(shù)U2
(3)該同學(xué)以U2為縱坐標(biāo),U1為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖如圖(c)所示.由電路圖可知U2與U1的關(guān)系式為U2=(1+$\frac{R}{Rx}$)U1(用題中所給物理量符號(hào)表示),結(jié)合圖線(c)和已知數(shù)據(jù)可求得待測(cè)電壓表內(nèi)阻Rx=3.2kΩ;(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(4)該同學(xué)還想利用圖(a)電路,測(cè)量一量程為0-1V、內(nèi)阻約2kΩ的電壓表內(nèi)阻,為保證實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量數(shù)據(jù)變化范圍盡量大,只需更換一個(gè)定值電阻即可,若有四個(gè)阻值分別為2.0kΩ,8.0kΩ,14.0kΩ,20.0kΩ的定值電阻可供選擇,他應(yīng)選用阻值為14.0kΩ的定值電阻.

分析 (1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖;
(2)閉合開關(guān)S前應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到左端,保護(hù)電路;
(3)電壓表V2測(cè)量電壓表V1和R的總電壓,根據(jù)歐姆定律求出U2與U1的關(guān)系式,結(jié)合圖象斜率的物理意義求出Rx的值;
(4)電表和定值電路串聯(lián),根據(jù)電壓之和最大為電源電壓,電流相等,結(jié)合歐姆定律求解即可.

解答 解:(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,如圖所示
(2)閉合開關(guān)S前應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到左端,使通過(guò)待測(cè)電壓表和R的電流和兩端的電壓為零,保護(hù)電路,
(3)電壓表V2測(cè)量電壓表V1和R的總電壓,根據(jù)歐姆定律得:
$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}=\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$
解得:${U}_{2}=(1+\frac{R}{{R}_{x}}){U}_{1}$
則U2-U1圖象的斜率表示$1+\frac{R}{{R}_{x}}$,
根據(jù)圖象可知,$1+\frac{R}{{R}_{x}}=\frac{7.20}{2.80}$
解得:Rx=3.2kΩ
(4)測(cè)量量程為0-1V、內(nèi)阻約2kΩ電表內(nèi)阻,則此電壓表的最大電壓為1V,最大電流為${I}_{1}=\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$,
定值電阻與電壓表串聯(lián),電源電壓為8V,所以定值電阻最大電壓為7V,最大電流為I1,則電阻R=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}=\frac{7}{\frac{1}{2kΩ}}=14.0kΩ$.
故答案為:(1)如圖所示;(2)左;(3)$(1+\frac{R}{{R}_{x}}){U}_{1}$;3.2;(4)14.0(4)14.0

點(diǎn)評(píng) 解答本題應(yīng)明確:①對(duì)測(cè)量電壓表內(nèi)阻實(shí)驗(yàn),要根據(jù)已知電壓表內(nèi)阻是否為確定值來(lái)選擇將兩電壓表串聯(lián)還是并聯(lián),注意串聯(lián)時(shí)兩電壓表的電流應(yīng)接近才行,否則應(yīng)進(jìn)行改裝;并聯(lián)時(shí)兩電壓表的電壓應(yīng)接近,否則應(yīng)進(jìn)行改裝.②當(dāng)變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻時(shí),變阻器應(yīng)采用分壓式接法.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程都相等
C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度的大小不變,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)也叫“勻速率”圓周運(yùn)動(dòng)
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(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)(1)中選出的實(shí)驗(yàn)電路,利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線(I1為A1的示數(shù),I2為A2的示數(shù)),則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.47V,內(nèi)阻r=0.82Ω.
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