初三实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器;将电压表改装成身高显示仪----所测身高越大,显示仪示数越大,且刻度均匀。
(1)同学们设计了如图所示电路,老师指出他们的设计有不够合理的地方。你认为下列分析正确的是 。
A.移动滑片P时.电路的总电阻没有变化 B.当所测身高越大时,电压表的示数越小
C.电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比 D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(2)在老师的引导下,同学们设计出了正确的电路.是图四个电路中的 电路。
(3)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝(0.5Ω/cm)、量程为0~3V的电压表。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为 Ω。
(4)利用选定的器材.小组同学连接好了测量电路。对身高为160cm的小曾进行测量时,电压表的示数为1.5V;对小杨进行测量时,电压表的示数为1.2V,则小杨的身高为 cm。
在探究电流与电压、电阻的关系中:
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想】导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),三只滑动变阻器(10Ω 1.5A、20Ω 1.5A、50Ω 1A),导线若干.
【实验过程】
(1)在图2虚线框内画出图1所示实物图的电路图.
图1 图2
(2)小明按图1正确连接电路后,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片滑到最 端(选填“左”或“右”),闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表指针超过量程.你认为造成这一现象的原因是 .
(3)小红在探究时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,并记下电流值.接着断开开关,取下5Ω电阻,改接10Ω的电阻(滑动变阻器滑片位置未动),当他接入10Ω电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 端移动(选填“左”或“右”),直至 ,再次记下电流值.
(4)接着小红换用15Ω的电阻重复上述实验,得到了下表中的实验数据,分析数据得出:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
电流 I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(5)小红实验时所选择的滑动变阻器规格是 .
用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为U,毫安表量程为Ig、内阻为Rg。
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时变阻器接入电路中的阻值R1=__________。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为I=__________。
(3)若U=1.5V,Ig=10mA,图乙毫安表的表盘上已经标出了0Ω的位置,请标出150Ω、1100Ω的位置。
甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,枪修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6v)、定值电阻Ro(阻值为20Ω)、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出):闭合开关后,电压表示数为2V;解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路;
(2)计算出短路位置离甲地的距离。
如图所示, R1是0至50Ω的滑动变阻器,电流表A 1的量程是0至0.6A,A 2量程是0至3A,电阻R2=3.6Ω,电源电压为9V并保持不变,闭合开关后,为了使两电流表都能正常工作,求变阻器连入电路中的阻值变化范围.