Question

【題目】盡管電壓表自身的電阻很大（一般幾千歐姆），但在實際電路中它還是有一定電流通過的，此時它表盤的示數就是它自身兩端的電壓值。也就是說，電壓表實質相當于一個能夠顯示自身兩端電壓值的特殊電阻。

現要測量電壓表V的具體阻值，除了電壓表V，另外提供的實驗器材如下：一個滿足實驗需求的電壓不變的電源，一個阻值足夠大且已知阻值為R0的定值電阻，開關、導線若干。請你利用上述器材設計實驗方案，要求：

（1）畫出實驗電路圖（電路可以重組）；

（2）寫出主要實驗步驟及所需測量的物理量；

（3）寫出電壓表V1阻值Rv的表達式（用已知量和測量量表示）。

Answer 1

【答案】答案見解析

【解析】

根據題中“現要測量電壓表V的具體阻值”可知，本題考查測量電阻的方法。因為電壓表實質相當于一個能夠顯示自身兩端電壓值的特殊電阻。故將電壓表首先連接在電源兩極，測出電源電壓U1；然后再將電壓表與定值電阻串聯，測出電壓表兩端的電壓U2，根據串聯電路電壓的關系和歐姆定律求得串聯電路的電流和電壓表的阻值。

（1）實驗電路圖如下：

（2）主要實驗步驟及所需測量的物理量

①對于圖1電路，閉合開關，讀出電壓表V1的示數U1

②對于圖2電路，閉合開關，讀出電壓表V1的示數U2

（3）Rv的表達式

由圖2可知，電阻R0與RV串聯，R0兩端電壓為U0=U1-U2，

串聯電路的電流I=I0=，

因此電壓表V的阻值

。