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高中 | 电学实验中描点作图题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第二章 恒定电流
2.3 欧姆定律
电学实验中描点作图
声敏电阻的特点是随接收到的声音强度$I(\text{dB})$的增大电阻值减小,某同学用欧姆表粗略地测量了一个声敏电阻的阻值约为$80\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$。该同学为了检验声敏电阻的阻值随声音强度的变化关系,并把电压表${{\text{V}}_{1}}$改装成声音强度检测仪设计了如图$1$所示的电路。可提供的器材有:
$\text{A}$.电源:$E=9.0\ \text{V}$,内阻未知;
$\text{B}$.两相同电压表:量程$0\sim3\ \text{V}$,内阻未知;
$\text{C}$.声敏电阻$R$,音箱(最大声音强度$140\ \text{dB}$);
$\text{D}$.定值电阻,阻值为$30\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$;
$\text{E}$.定值电阻,阻值为$60\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$;
$\text{F}$.滑动变阻器,最大阻值为$10\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$;
$\text{G}$.滑动变阻器,最大阻值为$100\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$;
$\text{H}$.开关、导线若干。
回答下列问题:
电路图中滑动变阻器没有完成连接,根据自己的判断在实物图$2$中完成滑动变阻器的连接,并把其他器材也连入电路。
图示见解析
"]]先画电路图,再连实物图,注意滑动变阻器采用分压接法;
实验中保持电压表${{\text{V}}_{2}}$的示数$3.00\ \text{V}$不变,调节音箱的音量,使声敏电阻接收到不同的声音强度,在电压表${{\text{V}}_{1}}$中读出不同声音强度对应的电压值,列表如下,可以判断该同学使用的定值电阻为 ,滑动变阻器为 (填器材前面的字母)。
$I(\text{dB})$ | $0$ | $30$ | $60$ | $90$ | $120$ |
${{U}_{1}}(\text{V})$ | $0.80$ | $1.15$ | $1.58$ | $2.00$ | $2.25$ |
电压表${{\text{V}}_{1}}$的变化范围比较大,则滑动变阻器采用的是分压接法,所以滑动变阻器选的是最大阻值为$10\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$的$F$;由题意,${{U}_{2}}=3\ \text{V}$不变,从表格可以看出:当${{U}_{1}}=0.8\ \text{V}$时,电路中的电流$I=\dfrac{{{U}_{2}}-{{U}_{1}}}{{{R}_{声}}}=\dfrac{3-0.8}{80}\ \text{A}=0.0275\ \text{A}$,则${{R}_{1}}=\dfrac{{{U}_{1}}}{I}=\dfrac{0.8}{0.0275}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=29.1\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$,所以定值电阻选择的是$30\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$的$\text{D}$;
若用最大阻值是$100\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$的滑动变阻器采用限流接法,则电压表${{\text{V}}_{1}}$的最小示数${{U}_{\text{1min}}}=\dfrac{30}{80+30+100}\times 9\ \text{V}=1.3\ \text{V}$,而表格中的最小示数为$0.8\ \text{V}$,则进一步印证的是用最大阻值是$10\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$的滑动变阻器$\text{F}$采用的分压接法。
在图$3$的坐标纸中作出声敏电阻的阻值$R$随声音强度$I$的变化曲线,利用所作的曲线可判断,当电压表示数${{U}_{1}}=1.80\ \text{V}$时,对应的声音强度$I=$________$\text{dB}$。
图示见解析;$78$
"]]精确计算在不同声音强度$I$下声敏电阻的值分别是:$I=0$时,$R=\dfrac{3-0.8}{\dfrac{0.8}{30}}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=82.5\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$,$I=30\ \text{dB}$时,$R=\dfrac{3-1.15}{\dfrac{1.15}{30}}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=48.3\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$,$I=60\ \text{dB}$时,$R=\dfrac{3-1.58}{\dfrac{1.58}{30}}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=27.0\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$,$I=90\ \text{dB}$时,$R=\dfrac{3-2}{\dfrac{2}{30}}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=15\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$,当$I=120\ \text{dB}$时,$R=\dfrac{3-2.25}{\dfrac{2.25}{30}}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=10\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$。将这些值在图$3$中描点,再用平滑的曲线将这些点连起来,如图所示:
从图$3$的曲线中可以找出当${{U}_{1}}=1.8\ \text{V}$时,对应的阻值为$R=\dfrac{3-1.8}{\dfrac{1.8}{30}}\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }=20\ \text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }$,可以查出此声音强度为$I=78\ \text{dB}$。
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