Question

(8分)為了精確測量某一玩具電動(dòng)機(jī)中線圈的電阻，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，可供選擇的儀器如下：

電流表A₁(0～3A，約0.1Ω)；               滑動(dòng)變阻器R₁(1000Ω)；

電流表A₂(0～100mA，約3Ω)；             滑動(dòng)變阻器R₂(10Ω)；

定值電阻R₀＝20Ω；電源E(3V，約1Ω)；     電壓表及開關(guān)、導(dǎo)線若干。

⑴請按圖甲將圖乙實(shí)物圖連接完整；

⑵應(yīng)選擇的電流表是        ，滑動(dòng)變阻器是        ；

⑶測量過程中應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)              (選填“轉(zhuǎn)動(dòng)”或“不轉(zhuǎn)動(dòng)”)；

⑷該實(shí)驗(yàn)小組已將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)在圖丙中標(biāo)出，請你由標(biāo)出的點(diǎn)作出圖線，并根據(jù)圖線求得玩具電動(dòng)機(jī)M中線圈電阻R＝        Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

 

 

Answer 1

【答案】

 ⑴略，見解析；⑵A₂，R₂；⑶不轉(zhuǎn)動(dòng)；⑷略，見解析，20Ω(19～22Ω)。

【解析】

試題分析：⑴根據(jù)題圖甲可知，采用了滑線變阻器的分壓式接法，故需從滑線變阻器的左下接線柱引線至電源的負(fù)極，電壓表測量了定值電阻R₀與電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，采用電流表的外接法，故需從電壓表的“＋”接線柱引線至電流表的“－”接線柱或電動(dòng)機(jī)與電流表連線的接線柱，其電路連接如下圖所示；

⑵假設(shè)電動(dòng)機(jī)電阻為零，流過電流表的最大電流約為：＝0.15A，顯然所選用的電流表應(yīng)是A₂，若用A₁，指針僅僅在左端較小區(qū)域內(nèi)，讀數(shù)誤差太大，又因滑線變阻器采用分壓式接法，若選用阻值較大的R₁調(diào)節(jié)不方便，所以應(yīng)選用阻值較小的R₂；

⑶本實(shí)驗(yàn)所用的方法是伏安法測電阻，原理是歐姆定律，因此應(yīng)用于純電阻電路，即電動(dòng)機(jī)處于不轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；

⑷根據(jù)描點(diǎn)作圖，作出U-I關(guān)系圖線如下圖所示，在該U-I關(guān)系圖象中，其斜率即表示了電動(dòng)機(jī)與定值電阻阻值之和，有：R＝k－R₀＝Ω－20Ω＝20Ω(由于讀數(shù)誤差，結(jié)果在19～22Ω之間均可)。

考點(diǎn)：本題主要考查了用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)問題，涉及實(shí)物連線、儀器選取、實(shí)驗(yàn)原理的理解、數(shù)據(jù)處理，描點(diǎn)作圖等知識(shí)，屬于中檔題。