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实验针对训练(十一)
1.用多用电表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管,其结果依次如图甲、乙、丙所示。由图可知,图________ 中的二极管是好的,该二极管的正极是________端。
甲 乙 丙
[解析] 由图甲所示可知,二极管正反向电阻都很大,二极管是坏的;由图丙所示可知,二极管正反向电阻都很小,二极管是坏的;由图乙所示可知,二极管反向电阻很大,正向电阻很小,二极管是好的,当a与“-”插孔相连时二极管电阻很小,则a端是二极管的正极,b是二极管负极。
[答案] 乙 a
2.(2022·成都树德中学模拟)某物理兴趣小组的小明和小华两同学走进实验室,准备利用实验室现有器材进行电学知识实验探究。实验室可供探究的器材有:
甲 乙 丙
A.干电池(电动势E=1.5 V,内阻r约为2 Ω);
B.电流表A(满偏电流为3 mA,内阻约为9 Ω);
C.电压表V(量程为1.5 V,内阻约为1 000 Ω)
D.电阻箱R1(最大阻值为999.9 Ω);
E.滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω);
F.定值电阻R3(阻值约为1 Ω);
G.开关,导线若干。
(1)小明同学将干电池、电流表A和滑动变阻器R2串联,设计了如图甲所示的欧姆表,完成测试后表盘上1.5 mA刻度对应的电阻值为________Ω。
(2)小华同学为了对图甲的欧姆表进行改装,他首先测量了电流表A的内阻,他将电流表A与电阻箱R1串联,设计了如图乙所示的测量电路。闭合开关,调节电阻箱的阻值,当电流表满偏时电压表的示数为1.47 V,电阻箱的读数为480 Ω,则电流表的内阻RA=________Ω。
(3)小华同学在上述实验基础上继续利用电流表A和电压表V来测量定值电阻R3的阻值,用伏安法的内接和外接两种电路进行测量,则采用伏安法的________(选填“内接”或“外接”)测量较准确。在测量中,若电压表的示数为U,电流表的示数为I,则定值电阻R3阻值的表达式为R3=________(用实验测量的物理量的字母表示)。
(4)小华同学经过多次测量得到定值电阻R3的电阻为 Ω,他利用该定值电阻对小明同学设计的如图甲所示的欧姆表进行改装,从而实现了对欧姆表倍率的转换,改装电路如图丙所示。则图甲和图丙两种欧姆表的倍率之比为________。
[解析] (1)测量电阻前先进行欧姆调零,根据闭合电路欧姆定律可得
Im=
解得调零后欧姆表内阻为
r内== Ω=500 Ω
设表盘上1.5 mA刻度对应的电阻值为Rx,根据闭合电路欧姆定律可得
1.5 mA=
解得Rx=500 Ω。
(2)根据欧姆定律可得
U1=Im(RA+R)
解得电流表的内阻为
RA=-R= Ω-480 Ω=10 Ω。
(3)由于电流表内阻已经测得为RA=10 Ω,故应采用电流表内接法测定值电阻R3,根据欧姆定律可得
U=I(RA+R3)
解得R3=-RA。
(4)图甲欧姆调零后的欧姆表内阻为
r内==500 Ω
图丙R3与电流表并联,相当于变成一个大量程的电流表,最大电流为
I′m=Im+=30 mA
图丙欧姆调零后的欧姆表内阻为
r′内==50 Ω
假设图甲欧姆表和图丙欧姆表测电阻时指针指在同一刻度,对于图甲,根据闭合电路欧姆定律可得
I=
对于图丙,此时电路总电流为
I′=I+=10I
根据闭合电路欧姆定律可得
I′=10I=
联立可得
Rx甲=10Rx丙
故图甲和图丙两种欧姆表的倍率之比为10∶1。
[答案] (1)500 (2)10 (3)内接 -RA (4)10∶1
3.(2022·四川成都七中一模)某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表,设计了如下实验。
(1)某同学用多用电表粗测电阻时采用“×100”倍率,结果多用电表表盘指针位置如图甲中虚线指针位置所示,为了测量更加准确,这时应该采用____________(选填“×10”或“×1 k”)倍率,换完倍率以后需要重新进行________(选填“机械调零”或“欧姆调零”),如果此时读数如图甲中实线指针位置所示,则读数是________Ω。
甲
(2)图乙为某同学设计的电流挡、电压挡的两用表电路图。已知电流计G的量程是300 mA,内阻是220 Ω,电阻R1=110 Ω,R2=100 Ω,则选择开关接到“1”是________(选填“电流挡”或“电压挡”),其量程是________;选择开关接到“2”时,其挡位的量程是________。
乙
(3)一个多用电表的电池用久了,电动势E由1.5 V降成1 V,内阻r由1.5 Ω变成5 Ω,现用此电表欧姆调零后测量未知电阻,读数为240 Ω,则其真实值为________。
A.160 Ω B.240 Ω C.300 Ω D.360 Ω
[解析] (1)