Question

1．要測量一個量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：
A．待測電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）
B．電流表A（量程3A，內(nèi)阻0.010）
C．定值電阻R（阻值2kΩ，額定電流50mA）
D．蓄電池E（電動勢略小于3V，內(nèi)阻不計）
E．多用電表
F．開關(guān)導線若干
有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗：
（1）首先，用多用電表進行粗測，選用“×100”擋且操作方法正確．若這時刻度盤上的指針 位置如圖①所示，則測量的結(jié)果是3000Ω．
（2）為了更精確地測出此電壓表內(nèi)阻，該同學設計了如圖②、③所示的實驗電路，你認為其中較合理的電路圖是③．
（3）用你選擇的電路進行實驗時，請簡述實驗步驟：閉合k₁，再閉合k₂，讀得電壓表為${U}_{1}^{\;}$；斷開k₂讀得電壓表示數(shù)為${U}_{2}^{\;}$；；用上述所測量的符號表示電壓表的內(nèi)阻R_v=$\frac{{U}_{2}^{\;}．R}{{U}_{1}^{\;}{-U}_{2}^{\;}}$．

Answer 1

分析 本題的關(guān)鍵是根據(jù)電流表與電壓表的改裝原理，通過電壓表的電流非常小，這樣若3A量程電流表與電壓表串聯(lián)時，因電流表的示數(shù)非常小而不能正常讀數(shù)．

解答 解：（1）刻度盤上指針測量結(jié)果為R=30×100Ω=3000Ω
（2）因甲圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大，乙圖中R的阻值與電壓阻值接近，誤差小，故較合理的電路圖是③．
（3）實驗步驟：①閉合${S}_{1}^{\;}$，再閉合${S}_{2}^{\;}$，讀得電壓表示數(shù)為${U}_{1}^{\;}$，由于電源內(nèi)阻不計，故電源電動勢為${U}_{1}^{\;}$；②斷開${S}_{2}^{\;}$，讀得電壓表示數(shù)為${U}_{2}^{\;}$，根據(jù)閉合電路歐姆定律可以解出電壓表${R}_{V}^{\;}$．
由步驟①有${U}_{1}^{\;}$=E，由步驟②根據(jù)閉合電路歐姆定律有${U}_{2}^{\;}$=E-$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{V}^{\;}}R$，兩式聯(lián)立解得${R_v}=\frac{U_2}{{{U_1}-{U_2}}}R$
故答案為：（1）3000；（2）③；（3）閉合k₁，再閉合k₂，讀得電壓表為${U}_{1}^{\;}$；斷開k₂讀得電壓表示數(shù)為${U}_{2}^{\;}$；  $\frac{{U}_{2}^{\;}．R}{{U}_{1}^{\;}{-U}_{2}^{\;}}$

點評 本題因電流表量程是3A，故不能將電流表與電壓表串聯(lián)使用，但若電流表量程是幾百微安或毫安時也可以與電壓表串聯(lián)使用，此即電表的反常規(guī)接法．