(2004第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛题)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想电表”即认为电流表的内阻为零,电压标的内阻为无限大。实际上,电流表和电压表都有一定的电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的自身阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联(或并联)一个电阻。这样,电流表两端就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确的测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。
(1)现有一个量程为0.6A,内阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能,请说明理由。若能,请说明用它能测量的最大电压值。
(2)现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx,实验室提供下列器材。
电流表A1:量程为100mA,内电阻r1=4Ω
电流表A2:量程为50μA,内电阻r2=750Ω
电压表V: 量程为10V,内电阻r3=10KΩ
变阻器R0:阻值约10Ω
定值电阻R1:阻值约10KΩ
电池E:两端电压约1.5V
开关S、导线若干
①选出你测量时所需的适当器材,并在虚线方框中画出电路图。
②需要测量那些物理量?根据所测量物理量,写出被测电阻Rx的表达式。
(2006第十六届届全国初中应用物理知识竞赛复赛题)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,图3中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻Ro=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA,R为可调电阻,阻值变化范围为0~5 kΩ,Rl和R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=ll kΩ,E为1.5V干电池,S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示数。请回答:
(1)在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。
(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由。
(2012全国初中物理竞赛预赛)某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现一个有趣的元件有a、b两部分,被封闭在一个透明的玻璃壳内,A、B、C是三个外露的接线柱,如图15所示。
(1)他们了解到a是一个定值电阻,要用“伏安法”研究其电流与电压的关系,请用笔画线代替导线将图15的电路连接成所需的电路。
(2)根据实验测得的数据,在U-I图中描绘出电压和电流的关系如图16所示,则电阻Ra=______________Ω。
(3)b是一种由特殊金属制成的导体,它的额定电压是4.5V。为进一步了解b的特征,他们使用相似的步骤,描绘出的该元件的电压与电流的关系图像如图17所示。由图可知元件b的电阻随电压的增大而____________,其额定功率约为____________W。
(2012年“志英杯”物理竞赛)在测定额定电压为3.8V小灯泡电阻的实验中:
(1)如图甲所示是没有连接完整的实验电路,请你用笔画线代替导线将所缺的导线补上。
(2)在连接电路时,开关必须断开,且应将滑动变阻器的滑片移至最 端(填“左”或“右”)。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现电流表和电压表指针的转向情况如图乙所示,则可能的原因是:电流表 。
(4)当小灯泡正常工作,如图丙所示,电流表示数为 A,此时小灯泡灯丝的电阻为 Ω。
(2012全国初中物理竞赛预赛)在一次风暴中,甲、乙两地之间的两根输电线在某处发生了短路,如图3所示,为了确定短路的具体位置,电力工人在甲地把这两根输电线的接头接到电压为3V的电池两端,测出了这时输电线中的电流为30mA。已知输电线每米长度的电阻为0.01欧,则发生短路处离甲地____________m。测出的电流越大,说明短路处离甲地越____________。