综合题7.0分
物理

实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V和15V,其内部电路如图所示,因电压表的表头已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻完好,测得=2.9kΩ,=14.9kΩ。现有两个表头,外形都与原表头相同,已知表头的满偏电流为1mA,内阻为50Ω;表头的满偏电流0.5mA,内阻为200Ω,又有三个精密定值电阻=50Ω,=100Ω,=150Ω。若保留的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题:

12.原表头满偏电流=________ mA,内阻=_________Ω

13.在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标识出所选用的相应器材符号)

14.某学习小组利用修复的电压表,再加上可以使用的以 下器材:测量一未知电阻的阻值,电流表A量程0~5mA,内阻未知;最大阻值约为100Ω的滑动变阻器;电源(电动势约3V);开关、导线若干。由于不知道未知电阻的阻值范围,学习小组为精确测出未知电阻的阻值,选择合适的电路,将修复后的电压表正确连线接入电路。读得电压表示数为2.40V,电流表示数为4.00mA,则未知电阻阻值为____Ω。

考察知识点

  • 伏安法测电阻
  • 把电流表改装成电压表

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

1mA (1分) 100Ω(1分)

解析

由图示电路图可知,电压表量程:

Ig(rg+R1)=3V,

Ig(rg+R2)=15V,

代入数据解得:Ig=1mA,rg=100Ω;

考查方向

闭合电路欧姆定律;串联电路和并联电路

解题思路

根据串联电路特点与欧姆定律求出表头的满偏电流与内阻.

易错点

根据闭合电路欧姆定律结合电压表的量程列方程组.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

如图 (2分)(还有连接方法:与串联,再与并联,同样给2分)

解析

修复电压表,表头满偏电流为,Ig=1mA,电阻应为:rg=100Ω,所选的表头与电阻联接后要与原表头的满偏电流Ig,内部电阻rg相同,则需要的实验器材为:表头的满偏电流1mA,内阻为50Ω的表头以及r1,即将表头和r1串联在电路中使用,电路图如图所示:

考查方向

把电流表改装成电压表

解题思路

应用串联电路特点与欧姆定律选择实验器材,根据电压表的改装原理作出电路图.

易错点

修复电压表所选的表头与电阻联接后要与原表头的满偏电流Ig,内部电阻rg相同.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

750Ω(2分),实物连线作图(1分)(正负接线柱要接对)

解析

根据题意可明确实验中应采用分压接法,电流表采用外接法,故实物图如图所示:

电压表量程为3V,则其内阻根据欧姆定律可知:.

考查方向

欧姆定律;串联电路和并联电路

解题思路

根据伏安法测电阻的实验要求明确对应的接法,并由欧姆定律求解电阻.

易错点

根据欧姆定律计算Rx时,所用电流要用电流表的示数减去通过修复后的电压表的电流.