小莉同學(xué)在初三物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽中設(shè)計(jì)了一個(gè)電子量角器。如圖甲所示,把同種材料制成的粗細(xì)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(dòng)的金屬滑片(OP的電阻忽略不計(jì)),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(hù)電阻,電源電壓U=6V不變。備用滑動(dòng)變阻器分別為R1(8Ω 1A)、R2(15Ω 0.6A),小莉希望選擇合適的滑動(dòng)變阻器連入M、N兩接線(xiàn)柱,把圖甲裝置的A、O兩接線(xiàn)柱分別與E、F兩接線(xiàn)柱相接,同時(shí)在EF兩端并聯(lián)一個(gè)電壓表(接入0~3V量程),將電壓表表盤(pán)重標(biāo)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(xiàn)連接M、N兩接線(xiàn)柱,將A、O兩接線(xiàn)柱分別與E、F兩接線(xiàn)柱相接,閉合開(kāi)關(guān)S。當(dāng)OP滑到A處時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A;當(dāng)OP滑到B處時(shí),電流表的示數(shù)為0.15A。由此可知保護(hù)電阻R0=1515Ω。
(2)小莉希望將“180°”刻度線(xiàn)標(biāo)在電壓表“3V”刻度線(xiàn)處,那么她應(yīng)該選擇的滑動(dòng)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(dòng)變阻器的滑片調(diào)到要求位置,閉合開(kāi)關(guān)S。當(dāng)被測(cè)量角度為36°時(shí),電壓表的示數(shù)應(yīng)該為 11V。
(3)若沒(méi)有電壓表,小莉希望通過(guò)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(guò)圖乙電路中電流表的示數(shù)I轉(zhuǎn)換為所測(cè)角度θ。她的操作步驟如下:
①將滑動(dòng)變阻器調(diào)到適當(dāng)阻值后接入電路,將A、O兩接線(xiàn)柱分別與E、F兩接線(xiàn)柱相接,閉合開(kāi)關(guān)S,將電子量角器的滑片OP滑到A處,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I1;
②保持滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻不變,將滑片OP滑到B處,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I2。
③撥動(dòng)電子量角器的滑片OP,使∠AOP與被測(cè)角重合,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I3。已知電阻絲AB的電阻與其長(zhǎng)度成正比,請(qǐng)你利用測(cè)得的物理量I1、I2、I3表示出被測(cè)角度θ的表達(dá)式。(寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、表達(dá)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(diǎn)】歐姆定律的應(yīng)用.
【答案】15;R2;1;×180°
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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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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