**物理实验考试试卷**
**伏安法测电阻**
一、选择题(每题3分,共18分)
1. 在伏安法测电阻实验中,以下哪个表达式描述了电流表内接法时的电压表示数?
A. U = UR
B. U = UA
C. U = UR + IA
D. U = UR + UA
答案:D
2. 当使用电流表外接法时,关于电流表示数I的正确表达式是?
A. I = IR
B. I = IV
C. I = IR + IV
D. I = IA + UV
答案:C
3. 如果选用电流表内接法,电阻Rx的测量值会如何?
A. Rx的测量值小于真实值
B. Rx的测量值等于真实值
C. Rx的测量值大于真实值
D. 无法确定
答案:C
4. 当选用电流表外接法时,电阻Rx的测量值与真实值的关系是什么?
A. Rx的测量值小于真实值
B. Rx的测量值大于真实值
C. Rx的测量值等于真实值
D. 无法确定
答案:A
5. 以下哪个条件适合使用电流表内接法?
A. Rx << RA
B. Rx > RA
C. Rx > (RARV)^(1/2)
D. Rx < RV
答案:B
6. 电流表外接法适合于哪种情况?
A. Rx >> RA
B. Rx << RA
C. Rx > (RARV)^(1/2)
D. Rx < (RARV)^(1/2)
答案:A
二、填空题(每空2分,共12分)
7. 在电流表内接法中,电压表示数U包含了______和______的电压。
答案:UR, UA
8. 电流表外接法下,电阻Rx的测量值可以用公式______来表示,其中RVRx/(RV+R)。
答案:U/I=UR/(IR+IV)
9. 当______远大于______时,电流表内接法更适合测量电阻。
答案:Rx, RA
三、计算题(每题6分,共18分)
10. 假设在电流表内接法中,UR = 10V,UA = 2V,电流表读数I = 0.5A,求电阻Rx的测量值。
答案:Rx的测量值 = (UR + UA) / I = (10V + 2V) / 0.5A = 24Ω
11. 对于电流表外接法,如果UR = 8V,IR = 0.6A,IV = 0.2A,求电阻Rx的测量值。
答案:Rx的测量值 = UR / (IR + IV) = 8V / (0.6A + 0.2A) = 10Ω
12. 假设电流表内阻RA = 0.5Ω,电压表内阻RV = 2Ω,要测量的电阻Rx ≈ 100Ω,你应该选择哪种测量方法?
答案:因为Rx >> RA,所以应该选择电流表内接法。
四、简答题(12分)
13. 解释为什么在电流表内接法中,电阻Rx的测量值通常会大于真实值。
答案:在电流表内接法中,电流表并联在待测电阻Rx上,因此测量的电压包含Rx两端的实际电压UR和电流表的电压UA。由于电流表的电压UA被并联在总电压U中,导致测量的电压U偏大,而电流I保持不变,根据欧姆定律Rx = U/I,测量的Rx值将大于真实值。
14. 当什么条件下,电流表外接法的测量误差较小?
答案:当待测电阻Rx远大于电流表的内阻RA和电压表的内阻RV之积的平方根,即Rx >> (RARV)^(1/2)时,电流表外接法的测量误差较小。在这种情况下,电压表的分流影响较小,可以更准确地测量电阻。
五、论述题(10分)
15. 描述在实际操作中,如何根据伏安法选择电流表内接法或外接法,并解释你的选择理由。
答案:在实际操作中,我们需要先估计待测电阻Rx的值。如果Rx远大于电流表内阻RA,选择电流表内接法,因为此时电流表的电压UA相对于总电压的影响可以忽略,测量结果较为准确。反之,如果Rx远小于电压表内阻RV,选择电流表外接法,以减小电压表的并联分流对测量结果的影响。在两者相差不大的情况下,需要权衡误差,根据实验设备的具体参数和实验要求来决定使用哪种方法。
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