現(xiàn)有一阻值為10 Ω的定值電阻、一只開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干及一只電壓表，該電壓表表面上有刻度但無(wú)刻度值.要求設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案(已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻約為幾歐).要求：

(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.

(2)簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線(xiàn)后的實(shí)驗(yàn)步驟.

(3)寫(xiě)出用測(cè)得的量計(jì)算電源內(nèi)阻的表達(dá)式r=_________.

圖14-4

如圖14-3所示是一種懸球式加速度儀，它可以用來(lái)測(cè)定沿水平軌道運(yùn)動(dòng)的列車(chē)的加速度.m是一個(gè)金屬球，它系在金屬絲下端，金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn)，AB是一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲，其電阻值為R.金屬絲與電阻絲接觸良好，摩擦不計(jì)，電阻絲的中點(diǎn)C焊接一根導(dǎo)線(xiàn).從O點(diǎn)也引出一根導(dǎo)線(xiàn)，兩線(xiàn)之間接入一個(gè)電壓表V(金屬絲和導(dǎo)線(xiàn)電阻不計(jì))；圖中虛線(xiàn)OC與AB垂直，且OC=h，電阻絲AB接在電壓為U的直流穩(wěn)壓電源上，整個(gè)裝置固定在列車(chē)中使AB沿著前進(jìn)的方向，列車(chē)靜止時(shí)金屬絲呈豎直狀態(tài)，當(dāng)列車(chē)加速或減速前進(jìn)時(shí)，金屬線(xiàn)將偏出豎直方向，從電壓表的讀數(shù)變化可以測(cè)出加速度的大小.

圖14-3

(1)當(dāng)列車(chē)向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試寫(xiě)出加速度a與電壓表讀數(shù)U的對(duì)應(yīng)關(guān)系.以便重新刻制電壓表表面使它成為直讀加速度數(shù)值的加速計(jì).

(2)用此裝置測(cè)得的最大加速度是多少？

(3)為什么C點(diǎn)設(shè)置在電阻絲AB的中間？對(duì)電壓表的選擇有什么特殊要求？

大氣中存在可自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，其密度隨離地面距離的增大而增大，可以把離地面50 km以下的大氣看作是具有一定程度漏電的均勻絕緣體(即電阻率較大的物質(zhì))；離地面50 km以上的大氣則可看作是帶電粒子密度非常高的良導(dǎo)體.地球本身帶負(fù)電，其周?chē)�空間存在電場(chǎng)，離地面50 km處與地面之間的電勢(shì)差為4×10⁵ V，由于電場(chǎng)的作用，地球處于放電狀態(tài)，但大氣中頻繁發(fā)生閃電又對(duì)地球充電，從而保證了地球周?chē)�電�?chǎng)恒定不變.統(tǒng)計(jì)表明，大氣中每秒鐘平均發(fā)生60次閃電，每次閃電帶給地球的電荷量平均為30 C，試估算大氣的電阻率和地球漏電的功率(已知地球半徑r=6 400 km).

電熱毯、電飯鍋是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同.圖14-2①為某種電熱式電器的簡(jiǎn)化電路圖，主要元件有電阻絲R₁、R₂和自動(dòng)開(kāi)關(guān)S.

圖14-2

(1)當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí)，用電器分別處于什么狀態(tài)？

(2)用電器由照明電路供電(220 V)，設(shè)加熱時(shí)用電器的電功率為400 W，保溫時(shí)用電器的電功率為40 W，則R₁和R₂分別為多大？

(3)若將圖①中的自動(dòng)開(kāi)關(guān)S換成理想的二極管D，如圖②所示，其他條件不變，求該用電器工作1小時(shí)消耗的電能.

在如圖14-1所示的電路中，電鍵S₁、S₂、S₃、S₄均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，極板間懸浮著一個(gè)油滴P，斷開(kāi)哪一個(gè)電鍵后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)(    )

A.S₁             B.S₂              C.S₃                 D.S₄

圖14-1

某同學(xué)用以下器材接成圖14-13-20甲所示電路，并將原微安表刻度盤(pán)改畫(huà)成如圖141320乙所示，成功地組裝了一個(gè)簡(jiǎn)易的“R×1 k”歐姆表，使用中發(fā)現(xiàn)這個(gè)歐姆表用來(lái)測(cè)量阻值在10 kΩ—20 kΩ范圍內(nèi)的電阻時(shí)精確度令人滿(mǎn)意：

圖14-13-20

A.I_g=100 μA的微安表一個(gè)；

B.電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V、內(nèi)阻可忽略的電池一個(gè)；

C.阻值調(diào)至14 kΩ的電阻箱R一個(gè)；

D.紅、黑測(cè)試棒和導(dǎo)線(xiàn)若干；

(1)原微安表的內(nèi)阻R_g=__________Ω.

(2)在圖14-13-20甲電路的基礎(chǔ)上，不換微安表和電池，圖乙的刻度也不改變，僅增加1個(gè)元件，就能改裝成“R×1”的歐姆表.增加的元件是__________，規(guī)格為_(kāi)_________ (保留兩位有效數(shù)字)，并畫(huà)出電路圖.

解析：(1)歐姆表的中值電阻為15 kΩ，即原微安表的內(nèi)阻與電阻箱電阻之和應(yīng)為15 kΩ，所以R_g=1 kΩ.

(2)欲改成“R×1”擋的歐姆表，需減小歐姆表內(nèi)阻，因其中值電阻為15 Ω，且原內(nèi)阻較大，故并聯(lián)一個(gè)15 Ω的電阻即可.

“黑盒子”表面有a、b、c三個(gè)接線(xiàn)柱，盒內(nèi)總共有兩個(gè)電學(xué)元件，每個(gè)接線(xiàn)柱之間只可能連接一個(gè)元件.為了探明盒內(nèi)元件的種類(lèi)及連接方式，某位同學(xué)用多用電表進(jìn)行了如下探測(cè)：

第一步：用電壓擋，對(duì)任意兩接線(xiàn)柱正、反向測(cè)量，指針均不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；

第二步：用電阻×100 Ω擋，對(duì)任意兩個(gè)接線(xiàn)柱正、反向測(cè)量，指針偏轉(zhuǎn)情況如圖14-13-15所示.

圖14-13-15

(1)第一步測(cè)量結(jié)果表明盒內(nèi)______________________________.

(2)圖14-13-16示出了圖14-13-15［1］和圖14-13-15［2］中歐姆表指針?biāo)�處的位置，其�?duì)應(yīng)的阻值是________Ω，圖14-13-17示出了圖14-13-15［3］中歐姆表指針?biāo)�處的位置，其�?duì)應(yīng)的阻值是_______Ω.

圖14-13-16

圖14-13-17

(3)請(qǐng)?jiān)趫D14-13-18的接線(xiàn)柱間，用電路圖符號(hào)畫(huà)出盒內(nèi)的元件及連接情況.

圖14-13-18

圖14-13-19

(4)一個(gè)小燈泡與3 V電池組的連接情況如圖14-13-19所示.如果把圖14-13-19中e、f兩端用導(dǎo)線(xiàn)直接相連，小燈泡可正常發(fā)光.欲將e、f兩端分別與黑盒子上的兩個(gè)接線(xiàn)柱相連，使小燈泡仍可發(fā)光，那么，e端應(yīng)連接到__________接線(xiàn)柱,f端應(yīng)連接到__________接線(xiàn)柱.

把一只電阻和一只半導(dǎo)體二極管分別與接線(xiàn)柱A、B、C連接，元件放在盒子里，盒外只露出接線(xiàn)柱(如圖14-13-14所示)，現(xiàn)用多用電表歐姆擋進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果是：

圖14-13-14

(1)A、C間：將表筆調(diào)換，前后讀數(shù)相同；

(2)B、C間：紅表筆接B、黑表筆接C時(shí)的讀數(shù)很小，調(diào)換表筆，讀數(shù)很大；

(3)A、B間：紅表筆接A、黑表筆接B時(shí)的讀數(shù)很大，調(diào)換表筆，測(cè)得讀數(shù)與A、C間讀數(shù)很接近.

根據(jù)這一結(jié)果，請(qǐng)畫(huà)出盒內(nèi)的電路圖.

某同學(xué)利用多用電表測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值，由于第一次選擇的歐姆擋不夠合適，又改換另一歐姆擋測(cè)量，兩次測(cè)量時(shí)電表指針?biāo)�指的位置如圖14-13-13中的虛線(xiàn)所示，下面列出這兩次測(cè)量中的有關(guān)操作：

圖14-13-13

A.將兩根表筆短接，并調(diào)零

B.將兩根表筆分別跟被測(cè)電阻的兩端接觸，觀(guān)察指針的位置

C.記下電阻值

D.將多用電表面板上旋鈕旋到R×100擋

E.將多用電表面板上旋鈕旋到R×10擋

F.將多用電表面板上旋鈕旋到交流500 V擋

(1)根據(jù)上述有關(guān)操作將兩次的合理實(shí)驗(yàn)步驟按順序?qū)懗?用上述操作項(xiàng)目前面的字母表示，且可以重復(fù)使用)_________.

(2)該電阻的阻值是_________.

已知某盒子里面有一個(gè)由電源和幾個(gè)阻值相同的電阻組成的電路，盒外有四個(gè)接線(xiàn)柱，用電壓表分別測(cè)量各接線(xiàn)柱間的電壓，得出U₁₂=5 V，U₃₄=3 V，U₁₃=2 V，U₂₄=0，則黑盒里的電路是圖14-13-12中的哪一個(gè)？(要求所用電阻個(gè)數(shù)最少)

圖14-13-12