Question

某同學用如圖所示的電路測量電壓表的電阻，已知的量程是3V電阻約為1.5kΩ．圖中是另一塊電壓表，量程與相同．R₀是阻值已知的定值電阻，R中滑動變阻器，P是滑動觸頭．
（1）請在右邊的方框中畫出他的實驗電路圖．
（2）有兩個定值電阻，阻值分別是100Ω及1.2kΩ，則在該實驗中R₀應選擇

 

；同時有兩個滑動變阻器，阻值分別是100Ω及1.2kΩ，則在該實驗中R應選擇

 

．
（3）他在實驗中應測量哪些量？簡要寫出他的測量步驟．
（4）用他的測量量表示的電壓表的電阻值是R_V1=

 

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Answer 1

分析：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；根據串聯電阻的分壓關系求得電壓表上的電阻的表達式．

解答：解：（1）該題中要屬于另一個電壓表V₂，來測量電壓表V₁的電阻，是根據串聯電阻的分壓原理來測量，所以是電壓表V₁與R₀串聯后與V₂并聯；電壓表的示數變化范圍要盡量大一些，所以滑動變阻器要采用分壓式接法．電路原理圖如圖．

（2）V₁的電阻約1.5kΩ，若與R₀=100Ω串聯，電壓表上的示數變化不大，所以誤差會大一些，應選擇與R₀=1.2kΩ串聯；滑動變阻器要采用分壓式接法，要選擇100Ω的小電阻．
（3）要測量和記錄的是兩電壓表的讀數U₁及 U₂．
步驟：先把滑動變阻器的滑片P移動到最左端；閉合開關S再調節P，使電壓表V₂滿刻度（或接近滿刻度），記下此時兩電壓表的讀數U₁及 U₂．
（4）電壓表V ₁與電阻R₀上電壓的和等于電壓表V₂的電壓U₂，根據串聯電阻的分壓關系得：

U1

RV1

=

U2-U1

R1

整理得：RV1=

U1

U2-U1

R0．
故答案為：
（1）如答圖所示．
（2）1.2kΩ；100Ω．
（3）先把滑動變阻器的滑片P移動到最左端；閉合開關S再調節P，使電壓表V₂滿刻度（或接近滿刻度），記下此時兩電壓表的讀數U₁及 U₂．
（4）

U1

U2-U1

R0

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．