Question

為了測量量程為3V的電壓表V的內阻（約為2000Ω），實驗室可提供的器材有：
電流表A（量程為0.6A，內阻約為0.1Ω）
電壓表V′（量程為5V，內阻約為3500Ω）
電阻箱R₁（0-9999Ω）
電阻箱R₂（0-99.9Ω）
滑動變阻器（0-100Ω，額定電流1.5A）
電源E（電動勢6V，內阻約為0.5Ω）
單刀單擲開關S、導線若干
（1）請從上述器材中選擇必要的器材，設計一個測量電壓表V內阻的實驗電路．在右面的方框中畫出電路原理圖，圖中元件要用題中相應的字母標注，并要求測量盡量準確
（2）寫出計算電壓表V的內阻R_V的計算公式，并說明符號的意義：

 

．

Answer 1

分析：先估算電壓表的最大電流用來選擇合適量程的電流表；根據滑動變阻器的阻值與是待測電壓表的阻值大小確定滑動變阻器是采用分壓式接法還是限流式接法．

解答：解：（1）3V的電壓表V的滿偏電流：Ig=

U

R

=

3

2000

A=1.5×10-3A，電流表的量程是0.6A，二者相差太大，所以不能使用電流表測量，要屬于另一個電壓表V′，根據串聯電阻的分壓原理來測量；滑動變阻器的最大電阻是100Ω，在電路中不能分擔太大的電壓，所以滑動變阻器要采用分壓式接法．
所以選擇的器材有電壓表V′、電阻箱R₁，電路原理圖如圖．

（2）電壓表V與電阻箱R₁上電壓的和等于電壓表V′的電壓U′，根據串聯電阻的分壓關系得：

U

RV

=

U′-U

R1

整理得：RV=

UR1

U/-U

，U′、U分別為V′、V的讀數，R₁是電阻箱上的讀數．
故答案為：（1）
（2）RV=

UR1

U/-U

，U′、U分別為V′、V的讀數，R₁是電阻箱上的讀數．

點評：解決本題的關鍵知道通過估算測量值以選取合適的量程；若小電阻控制大電阻要用分壓式接法．