Question

17．為了測定某一電壓表的內(nèi)阻，給出了以下器材：
A．待測電壓表（0～1.5V，電阻在3.5kΩ～4.5kΩ之間）
B．電流表（0～500μA，內(nèi)阻約為100Ω）
C．電流表（0～500mA，內(nèi)阻約為100Ω）
D．滑動(dòng)變阻器（0～50Ω）
E．開關(guān)
F．電源（1.5V的干電池一節(jié)）
G．導(dǎo)線若干
要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，測量多組I、U數(shù)據(jù)，然后作U-I圖線求電壓表的內(nèi)阻．
（1）電流表應(yīng)選B（填對應(yīng)的序號）；
（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，經(jīng)審查該電路圖中有一處不符合測量要求，請指出該處電路存在的問題：因?yàn)镽_V＞＞R_Q，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩表讀數(shù)幾乎不變，不能測多組I、U值；

（3）請你另外設(shè)計(jì)一個(gè)能滿足測量要求的電路圖，畫在圖乙所示的方框內(nèi)；
（4）某同學(xué)用重新設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的U-I圖線如圖丙所示，由此可得電壓表內(nèi)阻R_V=4.1kΩ（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）估算電路中電流，從而選擇電流表；
（2）分析電壓表和滑動(dòng)變阻器電阻間的大小關(guān)系，從而明確實(shí)驗(yàn)原理圖的問題所在；
（3）由于待測電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值，故變阻器應(yīng)用分壓式接法；
（4）根據(jù)圖象的斜率即可求向電壓表內(nèi)阻．

解答 解：（1）根據(jù)歐姆定律可知，電流I=$\frac{1.5}{4000}$=375μA，故應(yīng)采用電流表B進(jìn)行測量；
（2）圖甲電路采用限流接法，由于電壓表內(nèi)阻R_V＞＞R，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，兩表讀數(shù)幾乎不變，不能測多組I、U值．
（3）因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電壓表內(nèi)阻，故變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示：、

（4）電壓表的內(nèi)阻等于圖線的斜率，則RV=$\frac{1.48}{0.36×1{0}^{-3}}$=4.1kΩ．
故答案為：（1）B； （2）因?yàn)镽_V＞＞R_Q，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩表讀數(shù)幾乎不變，不能測多組I、U值．
（3）如圖所示．（4）4.1

點(diǎn)評 本題考查設(shè)計(jì)性電路，設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要通過估算，使電表量程略大于電路中電流或電壓的最大值即可，而當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻時(shí)應(yīng)用分壓式接法．