Question

現(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約為5kΩ～6kΩ．為了較準(zhǔn)確地測(cè)量其內(nèi)電阻，在沒有電流表的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，按此電路可以測(cè)出電壓表的內(nèi)電阻．
①試根據(jù)圖甲所示的電路圖，完成如圖乙所示的實(shí)物電路的連線．
②若電源E、滑動(dòng)變阻器R₂、電阻箱R₁各有兩組可供選擇：
電源E：
a．電動(dòng)勢(shì)4.0V，有內(nèi)阻
b．電動(dòng)勢(shì)8.0V，有內(nèi)阻
滑動(dòng)變阻器R₂：
c．最大阻值20Ω
d．最大阻值1700Ω
電阻箱R₁：
a、0～999.9Ω      b、0～9999.9Ω
為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電源E應(yīng)選

 

（填序號(hào)“a”或“b”，下同），滑動(dòng)變阻器R₂應(yīng)選

 

，電阻箱R₁應(yīng)選

 

．
③該同學(xué)在開關(guān)都斷開的情況下，檢查電路連接無誤后，接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P置于

 

端．后續(xù)必要的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是：

 

、

 

、

 

、

 

、

 

．最后記錄R₁的阻值并整理好器材．（請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母）
A．閉合開關(guān)S₁B．閉合開關(guān)S₂C．?dāng)嚅_開關(guān)S₁D．?dāng)嚅_開關(guān)S₂
E．調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度
F．調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半
G．調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半
H．調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度
④按正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作完成后，如果所得的R₁的阻值為5400.0Ω，則圖甲中被測(cè)電壓表的內(nèi)阻r_v的測(cè)量值為

 

Ω，該測(cè)量值

 

實(shí)際值（選填“略大于”“略小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：①按電流流動(dòng)的方向按順序連接實(shí)物圖．注意電流從電表正接線柱流入電表．
②為了方便調(diào)節(jié)，電源的電動(dòng)勢(shì)可選擇8V，變阻器可選擇R₂：本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用等效替代的方法，電阻箱的電阻至少與電壓表的內(nèi)電阻相等．
③本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用等效替代的方法，應(yīng)先閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，再閉合開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，由于電壓表與電阻箱的總電壓幾乎不變，電箱的電壓與電壓表的電壓相等，電阻也相等，即可讀出電壓表的內(nèi)阻．
④當(dāng)調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半時(shí)，由電阻箱的阻值替代電壓表的內(nèi)阻．

解答：解：①連接線路圖如圖所示．
②據(jù)題意的實(shí)驗(yàn)原理：等效替代法，電源E應(yīng)選b；滑動(dòng)變阻器接成分壓式，為了方便調(diào)節(jié)，R₂應(yīng)選a；，電阻箱的電阻至少與電壓表的內(nèi)電阻相等，則電阻箱R₁應(yīng)選 b．　　
 ③該同學(xué)在開關(guān)都斷開的情況下，為使輸出電壓最小，接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P置于A端；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理得知，的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是A、B、E、D、G．
④電壓表V的內(nèi)阻r_v的測(cè)量值為5400Ω．該測(cè)量值略大于實(shí)際值．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要理解實(shí)驗(yàn)的原理：等效替代法，創(chuàng)造相同或相近的條件，用電阻箱的電阻替代電壓表的電阻．