6.14 課時(shí)訓(xùn)練1.電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍.某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：
待測(cè)電壓表?V (量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))，開關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干.
(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整.
(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________.
(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，RV′________RV(填“>”、“=”或“<”)，主要理由是________________________________.
解析：(1)由半偏法原理知電壓表應(yīng)串聯(lián)在電路中，又因電壓表量程小于電源電動(dòng)勢(shì)，且電壓表內(nèi)阻比滑動(dòng)變阻器最大阻值大得多，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法.
答案：(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如下圖所示
(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小;閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏;讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻
(3)> 斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大;此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(其他合理說法也可)
2.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑時(shí)，刻度尺和螺旋測(cè)微器的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，則金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值為l=________ cm，金屬絲直徑的測(cè)量值為d=________ mm.
甲
乙
解析：由于刻度尺的最小分度為1 mm，讀數(shù)應(yīng)估讀到0.1 mm.
答案：36.52(36.50～36.54均可) 0.797(0.796～0.799均可)
3.為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路.其中：
A1是待測(cè)電流表，量程為30 mA，內(nèi)阻約為100 Ω;A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是20 mA;R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9 Ω;R2是滑動(dòng)變阻器;R3是保護(hù)電阻;E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻不計(jì);S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān).
(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器采用了________接法(填“分壓”或“限流”).
根據(jù)電路的實(shí)物圖，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(2)請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：
連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”);將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開關(guān)S1;調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2，使電流表A2的示數(shù)是15 mA.
乙
將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，____________________，使電流表A2的示數(shù)仍是15 mA.
若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖乙所示，則待測(cè)電流表A1的電阻Rg=________ Ω.
(3)上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全.在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3的阻值應(yīng)選用________.
A.30 Ω B.300 Ω
C.3 kΩ D.30 kΩ
解析：(2)閉合開關(guān)之前，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，滑片移到最左端.本實(shí)驗(yàn)使用替代法測(cè)量電流表的內(nèi)阻，因此開關(guān)S2接a和接b時(shí)電流表A2的讀數(shù)應(yīng)該相同，開關(guān)S2接b時(shí)，需保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱R1.電阻箱表示的阻值大小等于被測(cè)電流表的內(nèi)阻，讀數(shù)為86.3 Ω.(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值為零時(shí)，電路中的電流不能超過兩個(gè)電流表的量程，由于=300 Ω，且電流表A1有內(nèi)阻，R3的阻值可選B.
答案：(1)限流 如圖所示
(2)①左端 保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱R1 86.3 (3)B
4.在測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路.
(1)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)?jiān)趫D乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連線.
(2)實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)到________(填“a”或“b”)端.
甲
乙
丙
(3)合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，滑動(dòng)滑片P，記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù);重置滑動(dòng)變阻器，S2改接圖甲中的2位置，滑動(dòng)滑片P，再記錄幾組電壓表和電流表的示數(shù).在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出S2接1、2位置時(shí)，電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所示.兩圖線均為直線，與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB.
S2接1位置時(shí)，作出的U-I圖線是圖丙中的________(填“A”或“B”)線;
S2接2位置時(shí)，干電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值________真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量值________真實(shí)值.(填“大于”“小于”或“等于”)
解析：(2)為保護(hù)電表，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)最大，即滑片P調(diào)到a端.(3)S2接1位置時(shí)，由于電壓表的分流，使得電流的測(cè)量值偏小，而短路電流(U=0時(shí)的電流，即圖線與橫軸的截距)不變，故電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值都偏小;S2接2位置時(shí)，可將電流表內(nèi)阻等效到電源內(nèi)阻中，即外電壓和干路電流的測(cè)量值是準(zhǔn)確的，電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值，但電源內(nèi)阻的測(cè)量值等于電源內(nèi)阻的真實(shí)值與電流表內(nèi)阻的和.
答案：(1)如圖所示 (2)a (3)B 等于 大于
5.用實(shí)驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx.已知電池的電動(dòng)勢(shì)約6 V，電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐.可選用的實(shí)驗(yàn)器材有：
電流表A1(量程0～30 mA);
電流表A2(量程0～100 mA);
電壓表V(量程0～6 V);
滑動(dòng)變阻器R1(阻值0～5 Ω);
滑動(dòng)變阻器R2(阻值0～300 Ω);
開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干條.
某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下：
.設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路.
甲
.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測(cè)出多組U和I的值，并記錄.以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線.
乙
.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變.重復(fù)的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0)，與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U0).
回答下列問題：
(1)電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________;
(2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r=________ Ω;
(3)用I0、U0和r表示待測(cè)電阻的關(guān)系式Rx=________，代入數(shù)值可得Rx;
(4)若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動(dòng)變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________.(選填“相同”或“不同”)
解析：(1)電路總電阻可能的最小值約為20 Ω，則回路中可能的最大電流Im= A=300 mA，可見，電流表應(yīng)選用A2.
若選用滑動(dòng)變阻器R1，電路中電流變化范圍太窄，并且當(dāng)R1連入電路阻值最大時(shí)，電路中電流仍可能會(huì)超過電流表A2的量程，故應(yīng)選用R2.
(2)圖乙中，U-I圖線的斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，由圖象可知：r=25 Ω.
(3)由題意可知，Rx+r=，則Rx=-r0.
(4)若電表為理想電表，Rx接在B、C或A、B之間，對(duì)干路中電流無影響，故電流表示數(shù)變化范圍相同，很顯然，電壓表示數(shù)變化范圍不相同.
答案：(1)A2 R2 (2)25 (3)-r (4)相同 不同
6.如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè).
甲
乙
(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的部件________(選填“A”“B”或“C”).
(2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況.
(3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值.測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，每對(duì)接點(diǎn)間正、反向阻值均相等，測(cè)量記錄如下表.兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖乙所示.
請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整，在圖甲的黑箱中畫出一種可能的電路.
兩表筆接的接點(diǎn) 多用電表的示數(shù) a、b ________ Ω a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 解析：(1)多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，機(jī)械調(diào)零裝置為部件A.(2)使用多用電表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，為保證電表不被損壞往往要進(jìn)行試觸，即讓兩表筆與接點(diǎn)短暫接觸，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表.(3)黑箱中無電源且每對(duì)接點(diǎn)間正、反向阻值相等，多用電表讀數(shù)為5 Ω，由表格數(shù)據(jù)可知，b、c間電路為a、b間5 Ω的電阻與a、c間10 Ω的電阻串聯(lián)而成.
答案：(1)A (2)短暫 (3)5 電路如圖所示
或
