F.调节R′的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
(3)如果测得R′的阻值为400.0 Ω,即为电流计G内阻的测量值。则给电流计G________联(选填“串”或“并”)一个阻值为________ kΩ的电阻,就可以将该电流计G改装成量程为2 V的电压表。
(4)请你推断在本实验中电流计G内阻的测量值R′比其内阻的实际值Rg是偏大还是偏小。________
解析 (1)该实验采用半偏法测量,测量电路要让电流计达到满偏,电源电压至少大于2 V,故选电源B;闭合S2,电路中电流I不能大于200 μA,由I=EE
知,R=I-Rg,代入数据得R≈30 kΩ,故选F项。 R+Rg
(2)半偏法测电阻实验步骤:第一步,按原理图连好电路;第二步,闭合开关S1,调节滑动变阻器R,使表头指针满偏;第三步,闭合开关S2,改变电阻箱R′的阻值,当表头指针半偏时记下电阻箱读数,此时电阻箱的阻值等于表头内阻Rg。故应选ACBE项。
(3)将电流计改装成电压表,应串联接入一分压电阻R,由欧姆定律及串联电路分压规律有:U=IgRg+IgR(其中U为改装后电压表的满偏电压)
U2
则R=-Rg= Ω-400 Ω=9.6 kΩ。
Ig0.000 2
(4)实际上电阻箱并入后,电路的总电阻减小了,干路电流增大了,电流计半偏时,流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流,电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻。所以,该测量值“略小于”实际值。
答案 (1)F B (2)ACBE (3)串 9.6 (4)偏小
9.(2019·江西南昌联考)物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2 Ω的保护电阻,滑片P与电阻丝始终接触良好。实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数U
据,并分别绘制了如图乙所示的U-I图像和如图丙所示的I-x图像的数据描点。则:
(1)电源的电动势E=________ V;内阻r=________ Ω。(结果保留两位有效数字)
(2)已知电阻丝的横截面积S=0.12×10-6 m2,电阻丝的电阻率ρ为________ Ω·m,电流表内阻为________ Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)此实验用了图像法处理数据,优点是直观,但是不能减少或者消除________(填“偶然误差”或“系统误差”)。
解析 (1)U-I图线与纵坐标的交点等于电源的电动势,从图上可得E=3.0 V。在图像中找出两个清晰的点,读出对应的数据,然后根据公式r+R0=Ω,得r=1.0 Ω。
UxUρ8-2-1(2)电阻丝电阻R=I=ρS+RA,-x图像的斜率k==Ω·m=10 Ω·mIS0.6
-1
ΔU
≈3.0 ΔI
,电阻率ρ=kS=10×0.12×10-6 Ω·m≈1.2×10-6 Ω·m;
UρU由I=Sx+RA可知,函数I-x图线纵截距为2.0 Ω,它表示电流表的内阻为
2.0 Ω。
(3)图像法可以减小因为读数带来的偶然误差;但是对于由于电路选择等引起的系统误差却不能减小或消除。
答案 (1)3.0 1.0(0.80~1.0均可) (2)1.2×10-6 2.0 (3)系统误差