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物理20分鐘專題突破（19）

電學實驗

1．一直流電壓表V，連成為1V，內阻為1000Ω�，F將一阻值在5000～7000Ω之間的固定電阻R₁與此電壓表串聯，以擴大電壓表的連成。為求得擴大后量程的準確值，再給定一直流電源（電動勢E為6～7V，內阻可忽略不計），一阻值R₂=2000Ω的固定電阻，兩個單刀開關S₁、S₂及若干導線。

（1）為達到上述目的，將答題卡上對應的圖連成一個完整的實驗電路圖.

（2）連線完成以后，當S₁與S₂均閉合時，電壓表的示數為0.90 V；當S₁閉合，S₂斷開時，電壓表的示數為0.70 V，由此可以計算出改裝后電壓表的量程為 V，電源電動勢為 V.

2．右圖為一電學實驗的實物連線圖．該實驗可用來測量待測電阻R_x的阻值(約500Ω)．圖中兩具電壓表量程相同，內阻都很大．實驗步驟如下：

①調節電阻箱，使它的阻值R₀與待測電阻的阻值接近；將滑動變阻器的滑動頭調到最右端．

②合上開關S．

③將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動，使兩個電壓表指針都有明顯偏轉．

④記下兩個電壓表V1和V2的讀數U₁和U₂

⑤多次改變滑動變阻器滑動頭的位置，記下V1和V2的多組讀數U₁和U₂

⑥求R_x的平均值．

回答下面問題:

（Ⅰ）根據實物連線圖在虛線框內畫出實驗的電路原理圖，其中電阻箱的符號為，滑動變阻器的符號為，其余器材用通用的符號表示。

（Ⅱ）不計電壓表內阻的影響，用U₁、U₂和R₀表示R_x的公式為R_x=___________

（Ⅲ）考慮電壓表內阻的影響，用U₁、U₂、R₀、V1的內阻r₁、V2的內阻r₂表示R_x的公式為R_x=__________________

3．用示波器觀察某交流信號時，在顯示屏上顯示出一個完整的波形，如圖。經下列四組操作之一，使該信號顯示出兩個完整的波形，且波形幅度增大。此組操作是。（填選項前的字母）

A．調整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕

B．調整X增益旋鈕和掃描微調旋鈕

C．調整掃描微調旋鈕和Y增益旋鈕

D．調整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕

4．用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線的電路，請將實物圖連線成為實驗電路。

微安表μA(量程200μA，內阻約200)；

電壓表V(量程3V，內阻約10K)；

電阻R(阻值約20k)；

滑動變阻器R(最大阻值50，額定電流1 A)．

電池組E(電動勢3V，內阻不計)；

開關S及導線若干。

5．圖為用伏安法測量電阻的原理圖。圖中，橢圓: V 為電壓表，內阻為4000Ω；橢圓: mA 為電流表，內阻為50Ω。E為電源，R為電阻箱，R_x為待測電阻，S為開關。

（l）當開關閉合后電壓表讀數U＝l.6V，電流表讀數I＝2.0mA。若將作為測量值，所得結果的百分誤差是____________。

（2）若將電流表改為內接。開關閉合后，重新測得屯壓表讀數和電流表讀數，仍將電壓表讀數與電流表讀數之比作為測量值，這時結果的百分誤差是______________。

6．（1)某該同學經實驗測量及相關計算得到如下數據：

電阻　Ｒ

(Ω)

121.O

50.O

23.9

IO.O

3.1

導線直徑　d

(ｍｍ)

O.80l

0.999

1.20l

1.494

1.998

導線截面積　S

(ｍｍ^２)

O.504

0.784

1.133

1.753

3.135

請你根據以上數據判斷，該種導線的電阻R與截面積S是否滿足反比關系?若滿足反比關系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應滿足的關系．

（2）直接用兩組R、S值相乘（50×0.784=39.2，10.0×1.753=17.53），可得RS明顯不相等，可迅速判斷結果“不滿足”；并同時可簡單計算50.0×0.999⁴≈50×1，10×1.494⁴≈10×1.5⁴=50，兩者接近相等，即R與d的四次方成反比，可迅速得出R與S²成反比。計算時選擇合適的數據可使自己計算簡單方便，如本題中的（50.0，0.999，0.784）和（10.0，1.494，1.753）。

(3)若導線的電阻率ρ=5.1×10^-7Ω?m，則表中阻值為3.1Ω的導線長度l= ｍ(結果保留兩位有效數字)

7．某同學利用圖（a）所示的電路研究燈泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W）的發光情況（假設燈泡電阻恒定），圖（b）為實物圖。

（1）他分別將L₁、L₂接入圖（a）中的虛線框位置，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數為6V時，發現燈泡均能正常發光。在圖（b）中用筆線代替導線將電路連線補充完整。

（2）接著他將L₁和L₂串聯后接入圖（a）中的虛線框位置，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數為6V時，發現其中一個燈泡亮而另一個燈泡不亮，出現這種現象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

現有如下器材：電源E（6V，內阻不計），燈泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₂（6V，10W），單刀雙擲開關S。在圖（c）中設計一個機動車轉向燈的控制電路：當單刀雙擲開關S與1相接時，信號燈L₁亮，右轉向燈L₂亮而左轉向燈L₃不亮；當單刀雙擲開關S與2相接時，信號燈L₁亮，左轉向燈L₃亮而右轉向燈L₂不亮。