小莉同學(xué)在初三物理創(chuàng)新實驗大賽中設(shè)計了一個電子量角器。如圖甲所示,把同種材料制成的粗細均勻的電阻絲AB彎成半圓形,O為圓心,OP為能夠繞圓心O轉(zhuǎn)動的金屬滑片(OP的電阻忽略不計),P端與AB接觸良好。如圖乙所示,電流表的量程為0~0.6A,R0為保護電阻,電源電壓U=6V不變。備用滑動變阻器分別為R1(8Ω 1A)、R2(15Ω 0.6A),小莉希望選擇合適的滑動變阻器連入M、N兩接線柱,把圖甲裝置的A、O兩接線柱分別與E、F兩接線柱相接,同時在EF兩端并聯(lián)一個電壓表(接入0~3V量程),將電壓表表盤重標數(shù)據(jù)后可以從電壓表上直接讀出OP的旋轉(zhuǎn)角度θ,即∠AOP。
(1)用導(dǎo)線連接M、N兩接線柱,將A、O兩接線柱分別與E、F兩接線柱相接,閉合開關(guān)S。當OP滑到A處時,電流表的示數(shù)為0.4A;當OP滑到B處時,電流表的示數(shù)為0.15A。由此可知保護電阻R0=1515Ω。
(2)小莉希望將“180°”刻度線標在電壓表“3V”刻度線處,那么她應(yīng)該選擇的滑動變阻器是 R2R2(選填“R1”、“R2”或“R1、R2均可”)。按此要求接好電路并將滑動變阻器的滑片調(diào)到要求位置,閉合開關(guān)S。當被測量角度為36°時,電壓表的示數(shù)應(yīng)該為 11V。
(3)若沒有電壓表,小莉希望通過電流表的示數(shù)獲取旋轉(zhuǎn)角度,即使電源電壓未知,R0和電阻絲AB的電阻也未知。小莉也能通過圖乙電路中電流表的示數(shù)I轉(zhuǎn)換為所測角度θ。她的操作步驟如下:
①將滑動變阻器調(diào)到適當阻值后接入電路,將A、O兩接線柱分別與E、F兩接線柱相接,閉合開關(guān)S,將電子量角器的滑片OP滑到A處,記下此時電流表的示數(shù)為I1;
②保持滑動變阻器連入電路的電阻不變,將滑片OP滑到B處,記下此時電流表的示數(shù)為I2。
③撥動電子量角器的滑片OP,使∠AOP與被測角重合,記下此時電流表的示數(shù)為I3。已知電阻絲AB的電阻與其長度成正比,請你利用測得的物理量I1、I2、I3表示出被測角度θ的表達式。(寫出必要的文字說明、表達式及最后的結(jié)果) I2(I1-I3)I3(I1-I2)×180°I2(I1-I3)I3(I1-I2)×180°。
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【考點】歐姆定律的應(yīng)用.
【答案】15;R2;1;×180°
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:121引用:2難度:0.2
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發(fā)布:2024/12/24 7:30:2組卷:908引用:4難度:0.5 -
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