Question

10．欲測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所用器材如下：
A．待測電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
B．電流表A（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）
C．定值電阻R₀（阻值2kΩ，額定電流50mA）
D．滑動變阻器R（總阻值為20Ω，額定電流2A）
E．電池組E（電動勢約為4V，內(nèi)阻可忽略）
F．多用電表
G．開關S₁、S₂
H．導線若干．

有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作．
（1）用多用電表進行粗測，該同學用正確的操作方法測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小，如圖1所示．為了準確地進行測量，應選用×100Ω倍率．（×100Ω、×10Ω或×1Ω）
（2）為了更精確地測出此電壓表內(nèi)阻的大小，該同學設計了如圖2所示的甲、乙兩實驗電路，你認為其中較為合理的是乙電路．
（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、斷開時伏特表讀數(shù)U₁和U₂；用上述所測得的物理量及已知的相關物理量表示電壓表內(nèi)阻，其表達式為R_v=$\frac{{{U}^{\;}}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$R₀．

Answer 1

分析 偏角小，說明電阻大，要換大倍率；電阻大，甲圖中電流示數(shù)太小，誤差大，乙圖較合理；開關2 閉合時的電壓為電動勢，斷開時二者串聯(lián)．

解答 解：（1）指針偏角過小，說明電阻大，故應換大檔位；使指針指在中間位置；應換×100擋；
（2）較為合理的是乙圖，因為電阻較大，甲圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大，而乙圖中R₀的阻值與電壓表阻值接近，測量誤差小；
（3）為了得出電壓表內(nèi)阻；需要直接測量的物理量是：
S₂閉合、斷開時伏特表讀數(shù)U₁和U₂；
S₂閉合時，示數(shù)U₁相當于電動勢，斷開時，二者串聯(lián)，電流相等，即：
$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{V}}$
所以：
R_V=$\frac{{{U}^{\;}}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$R₀
故答案為：（1）×l00，3；（2）乙；（3）S₂閉合、斷開時伏特表讀數(shù)U₁和U₂，$\frac{{{U}^{\;}}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$R

點評 歐姆表示數(shù)等于指針所指表盤示數(shù)乘以歐姆表的倍率；分析清楚電路結(jié)構(gòu)，熟練應用串聯(lián)電路特點及歐姆定律是正確求出電壓表內(nèi)阻的關鍵．