Question

現(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約為3kΩ．為了較準(zhǔn)確地測(cè)量其內(nèi)阻，在沒有電流表的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖a所示的實(shí)驗(yàn)電路，按此電路可以測(cè)出電壓表的內(nèi)阻．其中R₁是最大阻值為9999Ω的電阻箱，R₂是最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器．
（1）試根據(jù)圖a所示的電路圖，完成如圖b所示的實(shí)物電路的連線．
（2）接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P置于

 

端．
（3）根據(jù)電路圖連線后有如下的主要操作步驟：1將電阻箱的阻值調(diào)至某一定阻值（最好為3kΩ左右），并記下此時(shí)的電阻值R．閉合開關(guān)S₁和S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂的滑動(dòng)頭P，使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)較大的角度（或滿刻度），并記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U₁．2斷開S₁，拆除電路，實(shí)驗(yàn)器材復(fù)原．3保持P的位置不變，斷開S₂，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U₂．4按電路圖連好電路后，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P移至A端．
按本實(shí)驗(yàn)正確的操作步驟排序

 

（只填寫步驟前的序號(hào)）．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)R、U₁、U₂，可求出電壓表的內(nèi)電阻為：R_v=

 

．

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）為使變阻器輸出電壓最小，接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P置于A端；
（3）（4）本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用比例法，應(yīng)先閉合開關(guān)S₁和S₂，調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到較大的角度，讀出電壓表的讀數(shù)U₁，再斷開開關(guān)S₂，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U₂，由于電壓表與電阻箱的總電壓幾乎不變，根據(jù)電阻箱與電壓表串聯(lián)，電壓與電阻成正比列式可得到電壓表的內(nèi)阻．

解答：解：（1）連接線路圖如圖所示．
（2）為使變阻器輸出電壓最小，接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P置于A端；
（3）接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P置于A端；
本實(shí)驗(yàn)采用比例法測(cè)量電壓表的內(nèi)電阻，然后應(yīng)先閉合開關(guān)S₁和S₂，調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到較大的角度，讀出電壓表的讀數(shù)U₁，再斷開開關(guān)S₂，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U₂，由于電壓表與電阻箱的總電壓幾乎不變，根據(jù)電阻箱與電壓表串聯(lián)，電壓與電阻成正比列式可得到電壓表的內(nèi)阻．故實(shí)驗(yàn)步驟為：4，1，3，2．
（4）斷開開關(guān)S₂時(shí)，由

U2

RV

=

U1-U2

R

得：R_V=

U2R

U1-U2

答：
（1）如圖所示．
（2）A；
（3）4，1，3，2；
（4）

U2R

U1-U2

．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要理解實(shí)驗(yàn)的原理：串聯(lián)電路電壓與電阻成正比，是一種比例法，也可以采用等效替代法，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．