12.小明同學(xué)為了用半偏法測量一個電壓表的內(nèi)阻(量程為3V,內(nèi)阻約為3kΩ),設(shè)計了如圖甲所示的電路.
(1)半偏法測電壓表的內(nèi)阻是一種近似測量(填“精確測量”、“近似測量”或“粗略測量”)的方法,用半偏法測量電壓表的內(nèi)阻必須具備的條件是電壓表的內(nèi)阻與滑動變阻器的總阻值滿足RV>>R.
(2)實驗時先閉合S1和S2,調(diào)節(jié)R,使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,再斷開S2,保持R不變,調(diào)節(jié)R′,使電壓表指針半偏,讀出此時R′的阻值為3 005.4Ω,則電壓表V的內(nèi)阻測量值RV=3005.4Ω,該測量值大于實際值(填“大于”、“小于”或“等于”).

(3)小軍同學(xué)也設(shè)計了一個電路,如圖乙所示,測量電壓表的內(nèi)阻RV,所用電源內(nèi)阻不計,實驗步驟如下:
①先斷開開關(guān)S1、S2,將電阻箱1的電阻調(diào)至最大;
②閉合S1,調(diào)節(jié)電阻箱1,同時觀察電壓表指針,當(dāng)指針處于滿偏刻度時,讀取電阻箱1的阻值為1 500Ω;
③保持電阻箱1的電阻不變,閉合S2,只調(diào)節(jié)電阻箱2,同時觀察電壓表指針,當(dāng)指針處于半偏刻度時,讀取電阻箱2的阻值為1 000Ω,則此電壓表的內(nèi)阻的測量值為RV=3000Ω.

分析 (1)半偏法可以近似測量電壓表的內(nèi)阻,用半偏法測電壓表的內(nèi)阻時把電阻箱與電壓表串聯(lián)后對電路的影響能忽略不計,電壓表的內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于滑動變阻器的總阻值.
(2)當(dāng)調(diào)節(jié)R′,使電壓表指針半偏,讀出此時電阻箱的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻測量值,由于變阻器輸出的實際電壓增大,變阻器的電壓大于電壓表的讀數(shù),可知電壓表的測量值偏大.
(3)根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比的規(guī)律,對兩種情況分別列式,運用比例法求解即可.

解答 解:(1)用半偏法測電壓表的內(nèi)阻時,要使把電阻箱與電壓表串聯(lián)后對電路的影響可能忽略,故要求電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大阻值,即RV>>R,正因為如此,測出的電壓表的內(nèi)阻有可以一定的系統(tǒng)誤差,所以是一種近似測量的方法;
(2)電壓表V的內(nèi)阻測量值RV=3005.4Ω.
電阻箱與電壓表串聯(lián)后,電壓表所在這條支路的電阻變大,則電路的總電阻變大,電流變小,電壓表與電阻箱和滑動變阻器并聯(lián)部分的電壓變大,所以電阻箱實際分出的電壓偏大,大于電壓表的讀數(shù),故電壓表內(nèi)阻的測量值就稍大于真實值;
(3)閉合S1時,電阻箱1與電壓表串聯(lián),此時電壓表指針滿偏,有:$\frac{{R}_{V}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{V1}}{{U}_{R1}}$,即$\frac{{R}_{V}}{1500}$=$\frac{3}{E-3}$  ①
當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合后,電阻箱2與電壓表并聯(lián)后再與電阻箱1串聯(lián),此時電壓表指針半偏,
則有:$\frac{\frac{{R}_{V}{R}_{2}}{{R}_{V}+{R}_{2}}}{{R}_{1}}$=$\frac{\frac{1}{2}{U}_{V1}}{{U}_{R1}′}$,即:$\frac{\frac{1000Ω×{R}_{V}}{1000Ω+{R}_{V}}}{1500}$=$\frac{1.5V}{E-1.5V}$ ②聯(lián)立①②解得:RV=3000Ω;
故答案為:(1)近似測量;RV>>R;(2)3005.4;大于;(3)3000.

點評 本題考查半偏法測電阻的基本原理、操作方法、數(shù)據(jù)處理和誤差分析,解答此題需要有一定的綜合分析能力.

練習(xí)冊系列答案
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12.跳傘運動員做低空跳傘表演,當(dāng)飛機離地面224m水平飛行時,運動員離開飛機在豎直方向做自由落體運動.運動一段時間后,立即打開降落傘,展傘后運動員以12.5m/s2的平均加速度勻減速下降.為保證運動員的安全,要求運動員落地速度最大不得超過5m/s,g=10/s2.求:
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3.光滑絕緣的長軌道形狀如圖所示,底部為半圓型,半徑R,固定在豎直平面內(nèi).A、B是質(zhì)量都為m的小環(huán),A帶電量為-2q、B的帶電量為+q,用長為R的絕緣輕桿連接在一起,套在軌道上.整個裝置放在電場強度為E=$\frac{mg}{3q}$,方向豎直向上的勻強電場中,將AB兩環(huán)從圖示位置靜止釋放,A環(huán)離開底部2R.不考慮輕桿和軌道的接觸,也不考慮A、B間的庫侖力作用.求:
(1)AB兩環(huán)都未進(jìn)入半圓型底部前,桿上的作用力的大小
(2)A環(huán)到達(dá)最低點時,兩球速度大。
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,MN和M′N′是勻強磁場區(qū)域的水平邊界,邊界的寬度為S,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的v-t圖象(其中OA、BC、DE相互平行).已知金屬線框的邊長為L(L<S)、質(zhì)量為m,電阻為R,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量.(下落過程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件,以下說法正確的是( 。
A.t2是線框全部進(jìn)入磁場瞬間,t4是線框全部離開磁場瞬間
B.從bc邊進(jìn)入磁場起一直到ad邊離開磁場為止,感應(yīng)電流所做的功為mgS
C.v1的大小可能為$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$
D.線框穿出磁場過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進(jìn)入磁場過程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,一固定的半徑為R的圓環(huán)均勻帶點,將一帶電量為q=-1×10-3C的試探電荷從無窮遠(yuǎn)(電勢能為零)處移至圓環(huán)軸線上的O點時,電場力對該試探電荷所做的功為4×10-3J,再將其從O點移到P點時,需克服電場力做功1×10-3J,則( 。
A.圓環(huán)帶負(fù)電
B.電場中P點的電勢為3V
C.試探電荷在該電場的P點所具有的電勢能為3×10-3J
D.OP間的電勢差為-1V

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.為了較準(zhǔn)確地測量一只微安表的內(nèi)阻,采用圖所示實驗電路圖進(jìn)行測量,實驗室可供選擇的器材如下:
A.待測微安表(量程500μA,內(nèi)阻約300Ω)
B.電阻箱(最大阻值999.9Ω)
C.滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)
D.滑動變阻器R2(最大阻值為1KΩ)
E.電源(電動勢為2V,內(nèi)阻不計)
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①實驗中滑動變阻器應(yīng)選用C(填“C”或“D”);
②按照實驗電路在圖所示的方框中完成實物圖連接.
③實驗步驟:
第一,先將滑動變阻器的滑片移到最右端,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為零;
第二,閉合開關(guān)S,將滑片緩慢左移,使微安表滿偏;
第三,保持滑片不動,調(diào)節(jié)R的電阻值使微安表的示數(shù)正好是滿刻度的2/3時,此時接入電路的電阻箱的示數(shù)如圖所示,阻值R為145.5Ω.
第四,根據(jù)以上實驗可知微安表內(nèi)阻的測量值RA為291Ω
④若調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R′時,微安表的示數(shù)正好是滿刻度的$\frac{1}{2}$,認(rèn)為此時微安表內(nèi)阻就等于R′0則此時微安表內(nèi)阻的測量值R′與微安表的示數(shù)正好是滿刻度的$\frac{2}{3}$時微安表內(nèi)阻的測量值RA相比,更接近微安表真實值的是RA.(填“R′”或“RA”)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.用如圖所示的實驗電路研究微型電動機的性能.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,讓電動機停止轉(zhuǎn)動時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V;重新調(diào)節(jié)R,使電動機恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24V.則這臺電動機(不計溫度對電阻的影響)(  )
A.正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率為32 WB.正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率為44 W
C.正常運轉(zhuǎn)時的發(fā)熱功率為47 WD.正常運轉(zhuǎn)時的發(fā)熱功率為48W

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實驗中,甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧,為測量橡皮繩的勁度系數(shù),他們在橡皮繩下端面依次逐個掛下鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg,取g=10m/s2),并記錄繩下端的坐標(biāo)X(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)).然后逐個拿下鉤碼,同樣記錄繩下端面的坐標(biāo)X,繩下端面坐標(biāo)的值Xi=$\frac{{X}_{加}+{X}_{減}}{2}$的數(shù)據(jù)如下表:
掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(X/mm)
1216.5216.5
2246.7232.0
3284.0246.5
4335.0264.2
5394.5281.3
6462.0301.0
(1)同一橡皮繩的X小于X(大于或小于);
(2)乙同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(甲或乙).

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.N匝邊長為L的正方形線圈與勻強磁場B垂直,線圈總電阻為R,當(dāng)線圈繞其對稱軸在磁場中轉(zhuǎn)過60°時,通過導(dǎo)線任一截面的電量為$\frac{NB{L}^{2}}{2R}$.

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