Question

6．為了測(cè)量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻（內(nèi)阻約2000Ω），實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材有：
電流表A₁，量程為0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω；
電壓表V₂，量程為5V，內(nèi)阻約3500Ω；
變阻箱R₁阻值范圍為0-9999Ω；
變阻箱R₂阻值范圍為0-99.9Ω；
滑動(dòng)變阻器R₃，最大阻值約為100Ω，額定電流1.5A；
電源E，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約0.5Ω；
單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路，畫出電路原理圖（圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注），要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確．
（2）寫出計(jì)算電壓表V的內(nèi)阻R_V的計(jì)算公式為R_V=$\frac{U}{{U}_{2}-U}R$₁．

Answer 1

分析 若采用伏安法測(cè)電阻，器材中所給電流表的量程太大，可以用內(nèi)阻已知的電壓表代替電流表；根據(jù)滑動(dòng)變阻器的阻值與是待測(cè)電壓表的阻值大小確定滑動(dòng)變阻器是采用分壓式接法還是限流式接法．

解答 解：（1）3V的電壓表V的滿偏電流：I_g=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{2000}$=1.5×10^-3A，電流表的量程是0.6A，二者相差太大，所以不能使用電流表測(cè)量，要使用內(nèi)阻已知的電壓表V₂，根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓原理來測(cè)量；
滑動(dòng)變阻器的最大電阻是100Ω，在電路中不能分擔(dān)太大的電壓，所以滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法．
所以選擇的器材有電壓表V₂、電阻箱R₁，電路原理圖如圖：

（2）電壓表V與電阻箱R₁上電壓的和等于電壓表V₂的電壓U₂，根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓關(guān)系得：
$\frac{{U}_{2}-U}{{R}_{1}}$=$\frac{U}{R}$
R=$\frac{U}{{U}_{2}-U}R$₁
故答案為：如圖；$\frac{U}{{U}_{2}-U}R$₁．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道通過估算測(cè)量值以選取合適的量程；若小電阻控制大電阻要用分壓式接法．