问题详情:
图*为某物理兴趣小组设计的一种电子秤结构原理图.其中RO为定值电阻,R是压敏电阻,其阻值的变化范围约为几欧到几十欧,通过电压表的示数可知道物重.为了制作出可使用的电子秤,该兴趣小组又设计了如图乙所示的实验电路,用于探究压敏电阻R随所受压力F的变化关系.图乙电路中J、K处的电表可从下列实验器材中选择:
电流表A1(0~0.6A,内阻约为1Ω)
电流表A2(0~0.3A,内阻r1=10Ω)
电压表V(0~15V,内阻约为5kΩ)
①为尽可能准确测量电阻R,则J、K的电表应分别是和(填电表字母代号).
②图乙中,在电阻R上施加竖直向下的压力F,当闭合开关S时.J表的示数为a,K表的示数为b,可计算出R=.(用a、b和相关已知量符号表示)
③图乙所示电路中,改变压力F的大小,得到不同的R值,绘出如图*所示的R﹣F图象,则R与F满足的关系式
为R= .
④在图*所示的电路中,已知电源电动势E=10.0V,电源内阻r=1.0Ω,Ro=5.0Ω.现将一重物水平放置在压敏电阻R上,当闭合开关时.电压表示数为5.0V,则该重物重为6.0N.若考虑电压表内阻的影响,则物重的测量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值.
【回答】
考点:伏安法测电阻.
专题:实验题.
分析:本题①通过估算首先舍去电压表,再根据欧姆定律即可做出判断;题②根据欧姆定律列出表达式求解即可;题③根据一次函数概念即可求解;题④根据欧姆定律和闭合电路欧姆定律求解即可,考虑电压表内阻影响时,列出准确的表达式,然后比较即可.
解答: 解:①若J是电压表K为电流表时,根据图*可知压敏电阻的最大值为16Ω,通过压敏电阻的电流可为I=,远大于电流表的量程,所以不能使用电压表,由于电流表的内阻为确定值,可当做电压表来用,其满偏电压为U==0.3×10V=3V,可求出通过压敏电阻的最大电流为===0.375A,通过K的电流可为=+=0.375+0.3=0.675A,所以K应是电流表,即J、K分别是和;
②根据欧姆定律应有:b=a+,解得R=;
③R﹣F图象的斜率k==﹣2,则R=kF+16=﹣2F+16;
④根据闭合电路欧姆定律应有E=U+I(R+r)①
根据欧姆定律应有U=I②
联立①②两式解得R=4Ω,代入R=﹣2F+16可得F=6.0N;
若考虑电压表内阻影响,由于电压表的分流作用,通过电源的实际电流应大于的值,即应有E=U+()③
比较①③两式可得R<,再根据R=﹣2F+16可知物重的测量值小于真实值;
故*为:①,;②;③﹣2F+16;④6.0,小于
点评:应明确:①选择电表时应根据电路图进行估算,符合欧姆定律和串并联规律的接法才符合要求;②涉及到图象问题,应明确图象斜率和截距的含义.
知识点:电路及其应用单元测试
题型:实验,探究题