Question

實際電壓表內阻并不是無限大，可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯。測量一只量程已知的電壓表的內阻，器材如下：

①待測電壓表（量程3V，內阻約3kΩ待測）一只，

②電流表（量程3A，內阻0.01Ω）一只，

③電池組（電動勢約為3V，內阻約1Ω），

④滑動變阻器一個，

⑤變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個，

⑥開關和導線若干。

某同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：

（1）該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內阻的大小，你認為其中相對比較合理的是       （填“甲”或“乙”）電路。

（2）用你選擇的電路進行實驗時，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數U和                     （填上文字和符號）；

（3）（單選題）選擇下面坐標軸，作出相應的直線圖線。

（A）U—I        （B） U—1/I   （C）1/U—R      （D）U—R

（4）設直線圖像的斜率為k、截距為b，請寫出待測電壓表內阻表達式R_V＝              。

 

Answer 1

【答案】

⑴（2分）乙 ，        ⑵（2分）  電阻箱的阻值R

（3）（2分）（單選）（　C ） （4）（2分）  b/k  

【解析】由于電壓表內阻約3kΩ，若電壓表與電流表串聯測量，則電流小于1mA，對于量程3A的電流表，指針幾乎不偏轉，不能準確地測出該電壓表內阻的大小，電路甲不合理。對于電路乙，閉合電鍵S，選取電阻箱的不同阻值R，對應記錄電壓表的讀數U，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數U和電阻箱的阻值R。由閉合電路歐姆定律，E=U+U·(R+r)，可變換成1/U=1/E+r+R，由于電壓表內阻遠大于電池組內阻r，可以略去r項，寫成1/U=1/E+R，選擇1/U—R，作出相應的直線圖線。圖線斜率k=，截距b=1/E，解得待測電壓表內阻表達式R_V＝b/k。