Question

14．現(xiàn)要比較準(zhǔn)確測(cè)量電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）的內(nèi)阻R_V．實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
A．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）
B．電壓表V₂（0～9V，內(nèi)阻約10kΩ）
C．定值電阻R₁（阻值為6kΩ）
D．定值電阻R₂（阻值為600Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R（0～20Ω）
F．直流電源（10V，內(nèi)阻可不計(jì)）
G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干

①A同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖甲所示，該設(shè)計(jì)方案實(shí)際上不可行，其原因是被測(cè)電流太�。�
②B同學(xué)用如圖乙所示的測(cè)量電路完成了實(shí)驗(yàn)，則
（Ⅰ）定值電阻應(yīng)選R₁（選填“R₁”或“R₂”）；
（Ⅱ）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在丙圖中完成電路的連接；
（Ⅲ）在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得若干組電壓表V₁、V₂的讀數(shù)U₁、U₂，畫出U₂、U₁圖線如圖丁所示，并求出圖線的斜率k=2.8，則可求出R_V=3.33kΩ．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，從而確定電流表量程與最大電流的關(guān)系；
②根據(jù)被測(cè)電壓表的量程與內(nèi)阻，及電壓表V₂的量程及內(nèi)阻，即可確定定值電阻；
根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意電表的量程與正負(fù)極；
根據(jù)歐姆定律，從而列出U₂與U₁的關(guān)系，結(jié)合圖象的斜率，即可求解．

解答 解：①根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，可知，通過(guò)電壓表U₁的最大電流，I=$\frac{3}{3000}$=1mA；
而與電流表A的量程0～0.6A，被測(cè)電流太小或電流表示數(shù)太小，因此不準(zhǔn)確，
②Ⅰ、如圖乙所示的測(cè)量電路完成了實(shí)驗(yàn)，要將電壓表U₁與電阻串聯(lián)后，才能與電壓表U₂并聯(lián)；
因電壓表V₂（0～9V），而電壓表V₁（0～3V），因此必須串聯(lián)阻值為6kΩ，即定值電阻R₁，
Ⅱ、根據(jù)電路圖，連接實(shí)物圖，結(jié)合電表的量程，及正負(fù)極，
則實(shí)物圖如下圖所示：

Ⅲ、根據(jù)歐姆定律，則有：$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}{R}_{V}={U}_{1}$
整理可得，${U}_{2}=\frac{{R}_{0}+{R}_{V}}{{R}_{V}}{U}_{1}$
根據(jù)圖象的斜率可知，$\frac{{R}_{0}+{R}_{V}}{{R}_{V}}$=2.8
且R₀=6kΩ，
解得：R_V=3.33kΩ；
故答案為：
①因電流表量程太大（或被測(cè)電流太小，或電流表示數(shù)太小）．
②（Ⅰ）R₁；
（Ⅱ）如上圖所示：
（Ⅲ）3.33．

點(diǎn)評(píng) 考查電壓表的改裝，掌握串并聯(lián)的特征，理解歐姆定律的應(yīng)用，注意圖象斜率的應(yīng)用，同時(shí)掌握由電路圖連接實(shí)物圖的要點(diǎn)．