第65讲 实验的拓展与创新
[方法点拨] (1)结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，去理解电路，找出测量量与已知量间的关系．(2)熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键．
1．某同学测量直流恒流电源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值，电路如图1所示．
图1
实验器材如下：
直流恒流电源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8A)；
待测电阻Rx(阻值约为20Ω)；
滑动变阻器R(最大阻值约为50Ω)；
电压表V(量程15V，内阻约为15kΩ)；
电流表A(量程0.6A，内阻约为0.2Ω)；
请回答下列问题．
(1)实验所用器材如图2所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．
图2
(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到____处(选填“a”或“b”)，其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)所得实验数据如下表，请在如图3所示的直角坐标系上画出U—I图像.
图3
(4)根据所画U－I图像，可求得直流恒流电源输出电流I0＝________A，待测电阻的阻值Rx＝________Ω.(结果保留两位有效数字)
2．(2018·湖北黄冈模拟)图4中虚线框内是由表头G改装成的一个电流表和一个电压表的电路，其中接a、b时为电流表，接a、c时为电压表．已知表头的满偏电流为2mA、内阻阻值范围为180～200Ω，定值电阻R1＝50Ω，R2＝1460Ω，为确定改装后电流表和电压表的量程，实验小组将a、b两个接线柱接入如图所示的电路中，来测量表头G的内阻；
图4
(1)实验室里，电流表A和滑动变阻器R均有两种规格：
电流表：a.0～10mA b．0～600mA
滑动变阻器：a.0～20Ω b．0～1000Ω
则电流表应选________，滑动变阻器应选________；(选填字母代号)
(2)将选择的器材接入电路；
①依照电路图，补充完整图5中的实物图；
图5
②闭合S，以I1表示电流表A的示数，I2表示表头G的示数，多次调节滑动变阻器，测量多组I1、I2数据(单位均为mA)，某同学以I1为纵轴，I2为横轴，画出I1－I2图线为一条过原点的倾斜直线，该同学求出了图线的斜率k＝5，则表头内阻Rg＝________Ω，由表头G改装后的电流表量程为________mA，电压表量程为________V.
3．(2017·北京海淀区模拟)利用如图6所示的电路测量一个满偏电流为300μA，内阻rg约为100Ω的电流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择：
图6
A．滑动变阻器(阻值范围0～20Ω)
B．滑动变阻器(阻值范围0～1750Ω)
C．滑动变阻器(阻值范围0～30kΩ)
D．电源(电动势1.5V，内阻0.5Ω)
E．电源(电动势8V，内阻2Ω)
F．电源(电动势12V，内阻3Ω)
(1)为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用________，电源E应选用__________．(选填器材前面的字母序号)
(2)实验时要进行的主要步骤有：
A．断开S2，闭合S1
B．调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
C．闭合S2
D．调节R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之二
E．记下此时R′的阻值为190Ω
则待测电流表的内阻rg的测量值为________Ω，该测量值________此电流表内阻的真实值．(选填“大于”“小于”或“等于”)
4．(2017·福建漳州八校模拟)发光二极管(LED)是由镓(Ga)、砷(As)与磷(P)等的化合物制成的一种能够发光的半导体电子元件，通常用在电路及仪器中作为指示灯，或组成文字或数字显示，其显著的特点就是具有单向导电性．其电路符号如图7甲所示，正常使用时带“＋”号的一端应接在电源的正极，带“－”号的一端应接在电源的负极．某课外活动小组用实验方法测得某型号发光二极管两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示
(1)有如图乙、丙两个可供选择的电路，应选图________(填“乙”或“丙”)电路进行实验，实验中的系统误差主要是由____________________________________引起的．
(2)请在图8的坐标纸上用描点法画出该型号发光二极管的伏安特性曲线．
图8
(3)若该型号发光二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5V的稳压电源供电，则需要在电路中串联一个电阻R才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的该型号二极管的伏安特性曲线进行分析，串联的电阻R的阻值为________Ω.(结果保留三位有效数字)
1．(1)如图所示
(2)a 开关S闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程
(3)如图所示
(4)0.87～0.92 19～22
2．(1)a a
(2)①如图所示
②200 0～10mA(10mA) 0～15V(15V)
3．(1)C E (2)95 小于
解析 (1)在半偏法测电流表的内阻实验中，为了减小实验误差，滑动变阻器阻值范围尽量选择较大的，电源电压尽量选择较大的，故滑动变阻器R应选用C，电源E应选用E，如果选择了F，由于它的电压太大，当变阻器的电阻达到最大时电路中的最小电流I＝word/media/image11.gif＝400μA，超过电流表满偏电流；(2)当电流表满偏时，说明干路电流为300μA，若使电流表指针偏转到满刻度的三分之二，即200μA时，通过电阻箱R′的电流就为100μA，由于电流表与电阻箱的电流之比为2∶1，则它们的电阻之比为1∶2，所以电流表的内阻为
word/media/image12.gifΩ＝95Ω；该测量值小于此电流表内阻的真实值，因为实际干路的电流会比300μA稍大一些，故通过电阻箱的电流会比100μA稍大一些，所以它的电阻就会稍小一些．
4．(1)丙 电压表分流 (2)见解析图
(3)116(112～120均可)
解析 (1)滑动变阻器应接成分压式电路，而电流表内阻未知，故电流表用内、外接都可以，故题图丙正确，题图丙电路图中，电压表与二极管并联，会因分流引起误差；
(2)如图所示
(3)根据U－I图线，当二极管的工作电压为2.5V时，工作电流约为21.5mA，串联电阻上分到的电压应为2.5V，故应串联的电阻为：R＝word/media/image13.gif＝
word/media/image14.gifΩ≈116Ω.(112～120都算正确)
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1965bc48dbef5ef7ba0d4a7302768e9950e76e23.html
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