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题型:实验题 难度:0.65 引用次数:813 题号:22578386
某同学设计了一个加速度计,将其固定在待测物体上,能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a,其原理图如图(a)所示。其中,质量的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移,滑块两侧各连接一根劲度系数的弹簧3(弹簧始终处于弹性限度内)。4是固定在滑块2上的金属滑动片,与电压表的一端用导线相连,并与一阻值均匀的电阻AB相接触,滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时,两侧弹簧3均处于原长,滑动片4位于AB中点,AB全长;直流电源电动势(内阻忽略不计)。现有一量程0~3V、内阻的电压表,其表盘如图(b)所示;另有开关、导线若干。

(1)为使滑动片4位于B点时电压表满偏,需要将电压表量程改为0~15V,则电压表应________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为________kΩ的电阻,并将电压表的刻度按新量程做好修改;
(2)将改装后的电压表接入图(a)的电路中,此装置可测量加速度的最大值为________
(3)请在图(c)中画出图像________(规定加速度向左为正方向,U为改装后电压表的示数);
(4)若要增大加速度的测量范围,可采用的方法有:________(答出一条合理措施即可)。
【知识点】 电学创新实验

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【推荐1】某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表,他所选用的器材有:灵敏电流表(待改装),电源(电动势为,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC热敏电阻(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度的关系为a>0,k>0。设计电路图如图所示,按电路图连接好实验器材后,按如下步骤进行操作。

(1)将滑动变阻器滑片P滑到________(填“”或“”)端,单刀双掷开关S掷于c端,调节滑片P使电流表满偏,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路。
(2)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降,就将开关S置于d端,并记录此时的温度和对应的电流表的示数,然后断开开关。请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式________(用题目中给定的符号)。
(3)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表。根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在________(填“左”或“右”)侧,刻度线分布是否均匀?________(填“是”或“否”)。
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【推荐2】某学习小组想要研究浓度对食盐溶液电导率的影响(电导率为电阻率的倒数),将食盐溶液装入两端开口的塑料圆筒形容器内,容器两端用金属圆片电极密封,从金属圆片电极分别引出两根导线用于电阻的测量,如图甲所示。经查阅相关资料发现,食盐溶液的电导率与塑料的电导率比较接近。

(1)学习小组首先用多用电表欧姆挡分别粗测出未装溶液和装满溶液时两导线间的电阻R。用游标卡尺测出圆筒的深度h和内径D,则食盐溶液的电导率______
(2)经测量发现,装满溶液时两导线间的电阻约为1kΩ,该学习小组想进一步精确测量溶液的电阻,实验室可提供以下器材:
A.学生电源3V(内阻可忽略)
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.6Ω)
C.电流表(量程为0~50mA,内阻约为3.75Ω)
D.电流表(量程为0~0.5mA,内阻等于150Ω)
E.电压表(量程为0~3V,内阻约为5kΩ)
F.电压表(量程为0~15V,内阻约为15kΩ)
G.滑动变阻器(最大阻值为20Ω)
H.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
I.开关、导线若干
为了完成测量,除学生电源、开关、导线和滑动变阻器外,还应选择的器材是______(填写器材前面的字母)。实验要求测量尽可能准确,请你在答题卡中画出未完成的实验电路图(如图乙所示),并在图中标上相应的电学符号,待测电阻用表示______
(3)该学习小组改变食盐浓度(溶质质量占全部溶液质量的百分比)后,测得了不同浓度下的食盐溶液的电阻率和电导率,得出了如下实验数据,请你分析说明:两个物理量的函数关系是______(用文字说明即可)。

物理量

实验数据

1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%
53.028.820.015.312.410.4
18.934.750.065.480.696.2
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【推荐3】传感器在实际生活中应用得相当广泛,周小南在实验室测定某热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示,现在用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题:

(1)为使温度在升高到报警温度时,报警器响起,单刀双掷开关c应该接____________(选填“a”或“b”)。
(2)为实现温度升高到60℃时报警器响起的目的,该同学先把热敏电阻放入60℃的恒温水中,然后调节滑动变阻器的电阻,直到报警器响起。在闭合两开关之前,该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最____________(选填“左端”或“右端”)。
(3)已知直流电源电动势V,内阻不计。若继电器线圈ed电阻忽略不计,流过继电器线圈的电流才会报警,欲使温度升高到60℃时报警器响起,则滑动变阻器接入电路的阻值应该是____________Ω。
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