(2006?福建模擬)(1)實(shí)驗(yàn)室有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、天平、刻度尺三種器材,現(xiàn)要完成下列實(shí)驗(yàn):
A.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律   B.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律  C.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)
你認(rèn)為(以下只需填寫(xiě)字母即可)①實(shí)驗(yàn)中必須用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的有
B
B
;②實(shí)驗(yàn)中必須用到天平的有
A
A
;③實(shí)驗(yàn)中必須用到刻度尺的有
ABC
ABC

(2)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一毫伏表mV(量程500mV,內(nèi)阻約為500Ω),現(xiàn)要測(cè)其內(nèi)阻RV,實(shí)驗(yàn)室還提供下列器材:
干電池E,(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻較小)
滑線變阻器R1(電阻0~20Ω)
標(biāo)準(zhǔn)電流表A(量程15mA,內(nèi)阻約100Ω)
定值電阻R2(電阻為500Ω)
定值電阻R3(電阻為40Ω)
開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干
①請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種盡可能精確地測(cè)定毫伏表mV內(nèi)阻RV的測(cè)量電路,要求在測(cè)量中各電表的讀數(shù)均不小于其量程的
1
3
,把實(shí)驗(yàn)電路原理圖畫(huà)在虛線方框內(nèi)(標(biāo)明各元件字母代號(hào)).
②寫(xiě)出需要測(cè)量的物理量
毫伏表的讀數(shù)U,電流表的讀數(shù)I
毫伏表的讀數(shù)U,電流表的讀數(shù)I
;寫(xiě)出須直接應(yīng)用的已知物
定值電阻R3的阻值(或定值電阻R2、R3的阻值)
定值電阻R3的阻值(或定值電阻R2、R3的阻值)
(均用文字和字母表示)
③用這些物理量計(jì)算毫伏表mV內(nèi)阻RV的表達(dá)式為 RV=
UR
 
3
IR
 
3
-U
(圖甲)或
UR
 
2
R
 
3
IR
 
2
R
 
3
-U
(R
 
2
+R
 
3
)
(圖乙)
UR
 
3
IR
 
3
-U
(圖甲)或
UR
 
2
R
 
3
IR
 
2
R
 
3
-U
(R
 
2
+R
 
3
)
(圖乙)
分析:本題(1)的關(guān)鍵是明確題目中有關(guān)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理即可;題(2)的關(guān)鍵是通過(guò)估算可知,應(yīng)將毫伏表與定值電阻并聯(lián)后再與電流表串聯(lián),才能完成毫伏表內(nèi)阻的測(cè)量.
解答:解:(1)根據(jù)三個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理可知,①只有驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(測(cè)量速度時(shí)需要用到時(shí)間T),所以應(yīng)選B;
②由于動(dòng)量與質(zhì)量有關(guān),所以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)需要用天平測(cè)量質(zhì)量,即應(yīng)選A;
③由于三個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度,所以應(yīng)選ABC.
(2)①由于待測(cè)毫伏表的滿(mǎn)偏電流為:
I
 
V
=
U
R
 
V
=
500
500
mA
=1mA,遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)電流表的量程15A,所以不能將毫伏表與電流表直接串聯(lián)使用,應(yīng)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì):
方案一:將毫伏表與
R
 
3
并聯(lián)后再與電流表串聯(lián),計(jì)算可得毫伏表與定值電阻的總電流為:
I=
U
R
 
V
+
U
R
 
3
=
500
500
mA+
500
40
mA
=13.5mV,與電流表量程15mA接近,所以可行;
方案二:將毫伏表與定值電阻
R
 
2
、R
 
3
三者并聯(lián),再與電流表串聯(lián),計(jì)算可得毫伏表與與定值電阻總電流為:
I=
U
R
 
V
+
U
R
 
2
+
U
R
 
3
=
500
500
mA+
500
500
mA+
500
40
mA
=14.5mA,與電流表量程15mA接近,所以可行.
由于待測(cè)毫伏表的電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的全電阻,所以變阻器應(yīng)用分壓式接法,電路圖分別如圖甲、圖乙所示:

③由歐姆定律,甲圖應(yīng)有:I=
U
R
 
V
+
U
R
 
3

解得:
R
 
V
=
UR
 
3
IR
 
3
-U

乙圖應(yīng)有:I=
U
R
 
V
+
U
R
 
2
+
U
R
 
3

解得:
R
 
V
=
UR
 
2
R
 
3
IR
 
2
R
 
3
-U
(R
 
2
+R
 
3
)

故答案為:(1)B,A,ABC
(2)①如圖甲或圖乙;②毫伏表的讀數(shù)U,電流表的讀數(shù)I;③
UR
 
3
IR
 
3
-U
(圖甲)或
UR
 
2
R
 
3
IR
 
2
R
 
3
-U
(R
 
2
+R
 
3
)
(圖乙).
點(diǎn)評(píng):對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目,注意電壓表或電流表的反常規(guī)使用方法,可以先畫(huà)出可能的電路圖,然后進(jìn)行估算,若通過(guò)電流表和電壓表的最大電流或最大電壓與表的量程接近,則電路的設(shè)計(jì)就是可行的.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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