Question

17．有一同學利用上述所給的器材，進行如下實驗操作．
①用多用電表進行粗測，多用電表電阻擋有三個倍率，分別是“×100Ω”、“×10Ω”和“×1Ω”．該同學選擇“×10Ω”倍率，用正確的操作方法測量，發(fā)現指針偏轉角度太�。疄榱溯^準確地進行測量，應選用×100Ω倍率，換了倍率后應先進行歐姆調零，然后再進行測量．若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示，那么測量結果大約是3.2kΩ．
②為了更準確地測出此電壓表內阻的大小，該同學設計了如圖乙、丙所示的兩實驗電路，你認為其中較為合理的是丙電路，其理由是：因為乙圖中流過電流表的電流太小，讀數誤差比較大．如果選擇此電路，應選用怎樣的電源？內阻盡可能小的電源．
③用你選擇的電路進行實驗時，需要直接測量的物理量是S₂閉合前、后電壓表的示數U₁、U₂．用上面所測各量表示電壓表內阻，其表達式為R_v=$\frac{{{R_0}{U_1}}}{{{U_2}-{U_1}}}$．

Answer 1

分析 （1）使用歐姆表測電阻時，應選擇合適的擋位，使指針指在表盤中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進行歐姆調零；歐姆表指針示數與擋位的乘積是歐姆表示數．
（2）明確電路結論，知道乙圖中電流示數太小，誤差大，而丙圖采用與定值電阻串聯的方式可以有效測量；開關2 閉合時的電壓為電動勢，斷開時二者串聯．
（3）根據串并聯電路進行分析，從而明確實驗原理，求出電壓表內阻．

解答 解：①用×10Ω擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現表頭指針偏轉角度很小，
說明所選擋位太小，為了較準確地進行測量，應換到×100Ω擋．換檔后應先進行歐姆調零；
由圖是表盤可知，歐姆表示數為32×100Ω=3200Ω=3.2kΩ．
②如果采用電流表與電壓表串聯的方式，則電流表電流較小，無法準確測量；故可以利用電壓表與定值電阻串聯的方程，根據串聯電路規(guī)律求解電阻；故應選取丙電路；丙圖中R₀的阻值與電壓表阻值接近，誤差��；但由于實驗中沒考慮電源內阻的影響，因此為了減小誤差應選擇內阻較小的電源；
③根據實驗原理可知，本實驗需要直接測量的物理量是：
S₂閉合、斷開時伏特表讀數U₁和U₂；
S₂閉合時，示數U₁相當于電動勢，斷開時，二者串聯，電流相等，即：$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{V}}$
所以：
R_V=$\frac{{{R_0}{U_1}}}{{{U_2}-{U_1}}}$
故答案為：①．“×100Ω”先進行歐姆調零   3.2
②．丙     因為乙圖中流過電流表的電流太小，讀數誤差比較大；內阻盡可能小的電源
③．S₂閉合前、后電壓表的示數U₁、U₂     $\frac{{{R_0}{U_1}}}{{{U_2}-{U_1}}}$

點評 本題應明確：歐姆表示數等于指針所指表盤示數乘以歐姆表的倍率；
同時要注意正確分析清楚電路結構，熟練應用串聯電路特點及歐姆定律是正確求出電壓表內阻的關鍵．