Question

6．現(xiàn)有一只電壓表有刻度但無刻度值，提供以下可選用的器材及導線若干，要求盡可能精確地測量一個電壓表的滿偏電壓U_g．
A．待測電壓表V₁，滿偏電壓約3V，內阻R_V1=3000Ω，刻度均勻、總格數為N；
B．電流表A：量程0.6A、內阻R_A約0.1Ω；
C．電壓表V₂：量程15V、內阻R_V2約15kΩ；
D．標準電阻R₁=10Ω；
E．標準電阻R₂=10kΩ；
F．滑動變阻器R₃：最大阻值100Ω，額定電流2A；
G．滑動變阻器R₄：最大阻值2000Ω，額定電流2mA；
H．學生電源E，電動勢15V，內阻不計；
另外開關一個．
（1）該實驗中定值電阻應該選擇D；滑動變阻器應該選擇；F（填序號）
（2）請你設計一個實驗電路圖，并標上題目中所給儀器的字母代號．
（3）測出多組數據，其中一組數據中待測電壓表V₁的指針偏轉了n格，可計算出滿偏電壓U_g為$\frac{NU{R}_{V1}}{（{R}_{2}+{R}_{V1}）n}$（用字母表示），式中除題目已給的物理量外，其他字母符號表示的物理量物理意義是標準電壓表V₂的讀數．

Answer 1

分析 （1、2）根據題意及給出的儀表進行分析，得出應選擇的儀器；明確實驗中應采用的接法及電路圖；
（3）根據所設計的電路圖，利用歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律可得出滿偏電壓值．

解答 解：（1、2）待測電壓表內阻已知，若能求出電路中的電流即可明確其不同刻度處時的電壓，根據格數即可求得滿偏電壓值；因電壓表中允許通過的電流較小，不能用用讓其與待測電流表相串聯(lián)，故只能用電壓表V₂并聯(lián)的方式測出電壓值，而V₂量程過大，故應串聯(lián)一保護電阻；原理圖如圖所示；由于電壓表內阻較大；故選擇D（R₂）；
由題目要求可知，應采用滑動變阻器分壓接法；故滑動變阻器選擇F；電路如圖所示；

（3）若V₂示數為U，則流過V₁的電流I=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{V1}}$；
待測電壓表的示數為：IR_V1=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{V1}}$R₁；
故滿偏電壓Ug=$\frac{NU{R}_{V1}}{（{R}_{2}+{R}_{V1}）n}$；其中U是直流電壓表V的指針指到第n格時，標準電壓表V₂的讀數
故答案為：（1）如圖所示；（2）$\frac{NU{R}_{V1}}{（{R}_{2}+{R}_{V1}）n}$；標準電壓表V₂的讀數

點評 本題為探究型實驗，要注意根據題意明確實驗原理，注意所給儀器的正確使用，學會分析問題非常關鍵．