Question

5．小明和小亮想要測(cè)量已知量程電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
A．待測(cè)電壓表（量程3V，內(nèi)阻未知） 一個(gè)
B．電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω） 一個(gè)
C．定值電阻（阻值3kΩ，額定電流0.5A）一個(gè)
D．電池組（電動(dòng)勢(shì)略小于3V，內(nèi)阻可忽略）一個(gè)
E．多用電表一個(gè)
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干

他們利用上面所列器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：
①用多用電表進(jìn)行粗測(cè)：先選擇“×10Ω”擋位，按正確的步驟測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太�。疄榱溯^準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)改選×100Ω（填“×1Ω”或“×100Ω”）擋位，換擋后，按正確的步驟測(cè)量，結(jié)果如圖甲所示，則測(cè)量結(jié)果是2200Ω．
②為了精確測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的大小，小明設(shè)計(jì)了圖乙實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)S₁，電壓表、電流表讀數(shù)分別為U₁、I₁，算出電壓表的內(nèi)阻R_V=$\frac{U_1}{I_1}$；小亮設(shè)計(jì)了圖丙實(shí)驗(yàn)電路，先閉合開關(guān)S₁和S₂，電壓表讀數(shù)為U₂，再斷開開關(guān)S₂，電壓表讀數(shù)為U₃，算出電壓表的內(nèi)阻$R_V^/$=$\frac{U_3}{{{U_2}-{U_3}}}R$．你認(rèn)為其中較合理的是丙（填“乙”或“丙”）電路．

Answer 1

分析 （1）使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指在表盤中央刻度線附近；姆表?yè)Q擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（2）分析兩電路中電表的內(nèi)阻影響可知：乙圖中電流示數(shù)太小，誤差大，而丙圖較合理；開關(guān)2 閉合時(shí)的電壓為電動(dòng)勢(shì)，斷開時(shí)二者串聯(lián)．

解答 解：用×10Ω擋測(cè)量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，
說明所選擋位太小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到×100Ω擋．
由圖是表盤可知，歐姆表示數(shù)為22×100Ω=2200Ω；
（2）乙電路中電壓表示數(shù)為是壓表兩端的電壓，電流表示數(shù)為流過電壓表的電流；則由歐姆定律可知：R_v=$\frac{U_1}{I_1}$；
用丙電路圖時(shí)，S₂閉合時(shí)，示數(shù)U₂相當(dāng)于電動(dòng)勢(shì)，斷開時(shí)，二者串聯(lián)，電流相等，即$\frac{{U}_{2}-{U}_{3}}{R}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{V}}$，所以R_V′=$\frac{{U}_{2}R}{{U}_{2}-{U}_{3}}$；
乙圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大，而丙圖中R的阻值與電壓表阻值接近，誤差較��；故丙圖較為合理；
故答案為：①×100Ω，2200；②$\frac{U_1}{I_1}$，$\frac{{U}_{2}R}{{U}_{2}-{U}_{3}}$，丙

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆表的使用方法，電路的選擇，要根據(jù)實(shí)際情況分析不同的電路圖誤差的原因及誤差大小，選擇最佳電路圖，難度稍大．