Question

5．某實驗小組想用“伏安法”測電源電動勢和內電阻，實驗室可供選擇的器材有：
A．迭層電池（電動勢約為8V，內電阻約為2Ω）
B．電壓表（量程為6V，內阻約3kΩ）
C．電阻箱（阻值范圍0～999.9Ω）
D．滑動變阻器（阻值為0～20Ω，額定電流2A）
E．滑動變阻器（阻值為0～2kΩ，額定電流0.2A）
電鍵及導線若干
由于電壓表的量程小于電源的電動勢，實驗中要把電壓表改裝為量程為9V的電壓表．他們按如圖所示的電路進行了操作，請完成下列步驟中的填空．
第一步：把滑動變阻器R₁滑動片移到最左端，把R₂調到0
第二步：閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器R₁，使電壓表的讀數(shù)為6V
第三步：把R₂調到適當?shù)奈恢�，使電壓表的讀數(shù)為4V
第四步：保持R₂阻值不變，電壓表和R₂串聯(lián)，撤去其它線路，即得量程為9V的電壓表．在上述實驗過程中，R₁應選用D，R₂應選用E（用器材前的大寫字母表示）．用上述改裝后的電壓表測量的電壓值小于真實值（填寫“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 明確實驗原理，知道電壓表如何擴大量程，并且根據分壓原理進行分析，明確利用串聯(lián)電路電壓之比求出電阻之比的方法．

解答 解：電壓表原來量程為6V，要改裝成9V量程，應串聯(lián)一個電阻，根據串聯(lián)電路規(guī)律可知，電壓表內阻與串聯(lián)電阻的比值應為：$\frac{6}{9-6}$=2； 即分壓之比為2：1；
由第一步和第二步可知，已將電壓表示數(shù)調為6V，即滑動變阻器左側電壓為6V，根據分壓原理可知，要使電阻箱阻值是電壓表內阻的一半，則電壓應為其一半，故應將電壓表示數(shù)調至4V，此時滑動變阻器的接入電阻即為電壓表內阻的一半；
第四步，因R₁起分壓作用，故應采用小電阻D； 根據分壓原理可知，滑動變阻器應大于1.5Ω； 故R₂應選擇E； 由于實驗中采用與滑動變阻器并聯(lián)的方式，當接入電阻變大時，并聯(lián)部分分壓增大，因此達到電壓表示數(shù)為4V時，串聯(lián)的總電阻大于2V，因此電壓之比小于2；故滑動變阻器接入電阻比真實需要的電阻偏大，因此電壓表分壓偏小，故在測量時其示數(shù)偏��；
故答案為：4； D； E； 偏�。�

點評 本題實質上考查的是電表的改裝原理，而本實驗中命題立意較新，對學生要求較高，但只要能明確實驗原理，正確掌握串并聯(lián)電路的規(guī)律即可正確求解．