3.實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:
A.待測(cè)定值電阻Rx:阻值在7~9Ω之間
B.滑動(dòng)變阻器:最大阻值500Ω
C.滑動(dòng)變阻器:最大阻值10Ω
D.定值電阻R0:阻值10Ω
E.電流表A:測(cè)量范圍0~0.6A,0~3A
F.電源E:電源電壓U恒為4V
G.單刀雙擲開(kāi)關(guān)(雙向開(kāi)關(guān))S及導(dǎo)線若干
為了較精確地測(cè)出待測(cè)電阻Rx的電阻,小聰、小亮和小英共同設(shè)計(jì)了如圖所示的電路.
①在他們?cè)O(shè)計(jì)的電路中,電流表的量程應(yīng)選0~0.6A,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C(填器材前面的序號(hào)字母).
②小亮設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作主要步驟是:
Ⅰ.將開(kāi)關(guān)擲向a,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至某一位置,使A表的指針指到表盤(pán)上某一適當(dāng)位置;讀出電路穩(wěn)定后A表的示數(shù)(記為I1
Ⅱ.將開(kāi)關(guān)擲向b,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至另一位置,使A表的指針指到表盤(pán)上另一適當(dāng)位置;讀出電路穩(wěn)定后A表的示數(shù)(記為I2
小聰和小英認(rèn)為小亮設(shè)計(jì)的步驟Ⅱ中有不妥當(dāng)之處,請(qǐng)你幫小亮寫(xiě)出正確的步驟Ⅱ:保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,使電流表的指針指到表盤(pán)上另一適當(dāng)位置,讀出電路穩(wěn)定后電流表的示數(shù)(記為I2).
③按正確的操作,他們順利的測(cè)出了Rx的電阻.請(qǐng)你寫(xiě)出用測(cè)得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0表示的Rx的表達(dá)式:Rx=$\frac{U({I}_{2}-{I}_{1})}{{I}_{1}{I}_{2}}$+R0

分析 (1)根據(jù)電源電壓和最小電阻求電路最大電流,然后確定電流表的量程;
滑動(dòng)變阻器在電路中起保護(hù)電路和分擔(dān)電壓的作用,滑動(dòng)變阻器電阻太大,分擔(dān)電壓太大,被測(cè)電阻分擔(dān)電壓太小,電流小,無(wú)法用電流表測(cè)電流,故滑動(dòng)變阻器電阻和被測(cè)電阻阻值不要相差太大.
(2)(3)將開(kāi)關(guān)擲向a時(shí),測(cè)出電路電流I1,U=I1(R'+RX),有兩個(gè)未知量,無(wú)法求出RX;將開(kāi)關(guān)擲向b時(shí),測(cè)出電路電流I2,U=I2(R+R0),其中的R可以用電源電壓U、I2、R0來(lái)表示,所以R=$\frac{U}{{I}_{2}}$-R0;故采用滑片的位置不動(dòng),電源電壓一定,S擲向a和S擲向b,找電源電壓相同列等式求解.

解答 解:
(1)被測(cè)電阻阻值約為7Ω~9Ω,電源電壓為4V,
則電路的最大電流為:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4V}{7Ω}$≈0.57A<0.6A,所以電流表選擇0~0.6A量程.
滑動(dòng)變阻器在電路中分擔(dān)電壓,如果滑動(dòng)變阻器的阻值比被測(cè)電阻大很多,分擔(dān)電壓很大,被測(cè)電阻分擔(dān)電壓很小,被測(cè)電阻的電流很小,無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量電流,故選滑動(dòng)變阻器C.
(2)S擲向b時(shí),R0與變阻器R串聯(lián),測(cè)出電路電流I2,
由歐姆定律可知電源電壓:U=I2(R+R0),
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:R=$\frac{U}{{I}_{2}}$-R0-----①;
S擲向a時(shí),Rx與變阻器R串聯(lián),測(cè)出電路電流I1,電源電壓:U=I1(R'+RX),有R和R'兩個(gè)未知量,無(wú)法表示出RX
所以,要測(cè)出RX,當(dāng)S擲向b時(shí),應(yīng)保持滑動(dòng)變阻器的滑片不變;
(3)因?yàn)殡娫吹碾妷翰蛔儯?br />所以,I1(RX+R)=I2(R0+R)-----②,
把變阻器接入電路的阻值R=$\frac{U}{{I}_{2}}$-R0代入②式得:
Rx=$\frac{U({I}_{2}-{I}_{1})}{{I}_{1}{I}_{2}}$+R0
故答案為:
(1)0~0.6;C;
(2)保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,使電流表的指針指到表盤(pán)上另一適當(dāng)位置,讀出電路穩(wěn)定后電流表的示數(shù)(記為I2);
(3)Rx=$\frac{U({I}_{2}-{I}_{1})}{{I}_{1}{I}_{2}}$+R0

點(diǎn)評(píng) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算中,采用開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)、滑片移動(dòng)等改變電路連接,找前后兩個(gè)過(guò)程電源電壓相等是很常用的類(lèi)型,一定要掌握.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2)小紅同學(xué)想估測(cè)自己站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng),她雙腳站立在一張方格紙上,整個(gè)腳印范圍都與紙面接觸,其中一只鞋底的輪廓如圖乙所示,已知圖中方格的邊長(zhǎng)為2cm,小紅同學(xué)的質(zhì)量為40kg,g取10N/kg,請(qǐng)估算小紅同學(xué)站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng).
(3)小明同學(xué)想測(cè)量自己快速上樓時(shí)克服重力做功的功率,他快速的從一樓跑到五樓,共用時(shí)21s,已知小明同學(xué)的質(zhì)量為50kg,每層樓高為3m,g取10N/kg,請(qǐng)計(jì)算小明同學(xué)快速上樓過(guò)程中克服重力做功的功率.

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8.0℃的水與0℃的冰比較,下列說(shuō)法正確的是( 。
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