Question

12．某同學(xué)們準(zhǔn)備測(cè)量一個(gè)量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表V₁的內(nèi)阻值R₁，在實(shí)驗(yàn)室找到了下列器材：
A．電源E：電動(dòng)勢(shì)約為9V；
B．電流表A：量程為0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω；
C．電壓表V₂：量程為6V，內(nèi)阻R₂=6kΩ；
D．滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為100Ω；
E．單刀單擲開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)若干．
①為了能夠盡量準(zhǔn)確測(cè)出電壓表的內(nèi)阻，以上器材不需要的是B
②根據(jù)所選的器材，請(qǐng)?jiān)谙旅娣娇騼?nèi)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖．
③用已知量及所測(cè)量的量表示被測(cè)電壓表的內(nèi)阻（指出各測(cè)量分別為哪個(gè)電表的讀數(shù)）R₁=$\frac{U_1}{U_2}{R_2}$；U₁，U₂分別為V₁和V₂表的讀數(shù)．

Answer 1

分析 當(dāng)被測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器阻值相差較多時(shí)一定要采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；
電壓表實(shí)質(zhì)為可以顯示自身電壓的大電阻，只需再測(cè)量出通過(guò)電壓表V₁的電流即可，由歐姆定律估測(cè)其最大電流I≈$\frac{3}{3000}$=0.001A＜＜0.6A，故選擇題中給出的電流表測(cè)量，讀數(shù)誤差太大；而內(nèi)阻已知的電壓表也可以當(dāng)電流表使用，所以不選擇電流表；

解答 解：（1）當(dāng)被測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器阻值相差較多時(shí)一定要采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；
電壓表實(shí)質(zhì)為可以顯示自身電壓的大電阻，只需再測(cè)量出通過(guò)電壓表V₁的電流即可，由歐姆定律估測(cè)其最大電流I≈$\frac{3}{3000}$=0.001A＜＜0.6A，故選擇題中給出的電流表測(cè)量，讀數(shù)誤差太大；而內(nèi)阻已知的電壓表也可以當(dāng)電流表使用，所以不選擇電流表，即選B；
（2）滑動(dòng)變阻器均選擇了分壓連接方式，理由是電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻，限流接法電壓范圍小；電壓表實(shí)質(zhì)為可以顯示自身電壓的大電阻，只需再測(cè)量出通過(guò)電壓表V₁的電流即可，實(shí)驗(yàn)電路圖：

（3）根據(jù)歐姆定律V₂中的電流I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$，
所以R₁=$\frac{U_1}{U_2}{R_2}$，U₁，U₂分別為V₁和V₂表的讀數(shù)   
故答案為：
①B   
②電路如圖 
③$\frac{U_1}{U_2}{R_2}$；U₁，U₂分別為V₁和V₂表的讀數(shù)

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是明確兩點(diǎn)：1、電壓表實(shí)質(zhì)就是一個(gè)可以顯示自身電壓的大電阻；2、內(nèi)阻確定的電壓表也可以當(dāng)電流表使用．