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实验:伏安法测电阻
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实验题(1)为测定木块与斜面间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动,如图1所示,他使用的器材仅限于固定的斜面、木块、秒表、米尺(当地重力加速度
网友投稿 2022-12-11 00:00:00 零零社区
◎ 题目
实验题
(1)为测定木块与斜面间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动,如图1所示,他使用的器材仅限于固定的斜面、木块、秒表、米尺(当地重力加速度g已知).
①实验中应记录的数据是______.
②计算动摩擦因数的公式是μ=______.
(2)测定一个待测电阻R
x
(阻值约为200Ω)的阻值,除了待测电阻外,实验室提供了如下器材:
电池组E(电动势为3V,内阻不计);
电流表A
1
(量程为0~10mA,内阻约为r
1
=50Ω);
电流表A
2
(量程为0~500μA,内阻r
2
=1000Ω);
滑动变阻器R
1
(阻值范围为0~20Ω,额定电流为2A);
电阻箱R
2
(阻值范围为0~9999Ω,额定电流为1A);
开关S,导线若干.
请你帮助该同学完成实验中的下述问题(实验中应尽可能准确地测量R
x
的阻值):
①上述器材中缺少电压表,需选一只电流表将它改装成电压表.请在图2中图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图,并在图中标明所用器材的代号.
②请在图乙的方框中画出测量R
x
阻值的电路图,并在图中标明各器材的代号.
③实验中,将电阻箱R
2
的阻值调为4000Ω,再调节滑动变阻器R
1
,使两表的示数如下图3所示,可读出电流表A
1
的示数是______mA,电流表A
2
的示数是______ μA,基于伏安法测得的阻值
R
x
=
U
I
=______Ω(取两位有效数字),此测量值与真实值比较是______(填偏大、偏小或相等).
◎ 答案
(1)①实验已经限定了木块在斜面上匀加速下滑,根据牛顿第二定律,得a=gsinθ-μgcosθ,从而
μ=tanθ-
a
gcosθ
,只要测出倾角和加速度即可.题给器材只能测量长度和时间,根据
tanθ=
h
d
,
cosθ=
d
L
,且a=
2L
t
2
,可知,只要测量出斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t,斜面对应的底边长d,即可求出动摩擦因数.
②其表达式是:
μ=
h
d
-
2
L
2
gd
t
2
.
(2)①将电流表A
2
和电阻箱串联改装为电压表.如图所示.
②将电流表A
2
改装为电压表内阻
R
V
=
3
0.5×1
0
-3
Ω=6000Ω
,可知待测电阻与电流表内阻相当,属于小电阻,电流表采用外接法.由于滑动变阻器阻值较小,若采用限流式接法,移动滑动变阻器,电流、电压变化较小,测量误差大,所以采用滑动变阻器分压式接法.如图所示.
③电流表A
1
的示数为6.40mA,电流表A
2
的示数为240μA,根据欧姆定律,
R
x
=
U
I
=
240×1
0
-6
×(4000+1000)
6.4×1
0
-3
≈1.9×10
2
Ω.
由于电流表采用外接法,电阻箱支路起分流作用,所以测量的电流偏大,则测量的电阻偏下.
故答案为:(1)①斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t,斜面对应的底边长d,②
μ=
h
d
-
2
L
2
gd
t
2
.
(2)①如图所示;②如图所示
③6.40mA,240μA(238-242μA),1.9×10
2
Ω,偏小.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“实验题(1)为测定木块与斜面间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动,如图1所示,他使用的器材仅限于固定的斜面、木块、秒表、米尺(当地重力加速度…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【实验:伏安法测电阻】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/416526.html
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