Question

用如圖所示的儀器盡可能精確地測量電壓表內阻．其中電池的電動勢約 1.5V、內阻約 1Ω，待測電壓表的量程是 300mV、內阻約 3kΩ，電阻箱 R₁阻值 0～9999Ω，滑動變阻器 R₂阻值 0～10Ω．
（ l ）在虛線方框內畫出實驗電路．
（ 2 ）將儀器實物連接成實驗電路．
（ 3 ）寫出儀器連接好后的實驗操作步驟．
（ 4 ）僅從實驗原理的角度來看，本實驗中電壓表內阻的測量值r_測和真實值 r_真相比______（選：A．r_測＞r _真，B．r_測＜r_真，C．r_測=r_真，D．r_測有可能大于r_真，也可能小于 r_真 ）

Answer 1

【答案】分析：（1）電壓表本身是純電阻，根據串聯電路電壓關系得到電阻箱的電阻等于電壓表的內阻時，電阻箱的電壓等于電壓表的讀數；
（2）滑動變阻器采用分壓式接法，選小電阻，主要是當調節滑動頭時，使表的讀數的變化比較平滑，能夠比較準確的調到某一個值；
（3）根據串并聯電路電壓的關系求出電阻箱的電壓，算出電流，最后計算出與電阻箱串聯的那只電壓表的電阻值，寫出方程，由結果討論分析．
解答：解：（1）電阻箱的電阻等于電壓表的內阻時，根據串并聯電路電壓關系得到電阻箱的電壓等于電壓表的讀數，此時在電壓幾乎不變的情況下，電流變成原來的；滑動變阻器采用分壓式接法，選小電阻，主要是當調節滑動頭時，使表的讀數的變化比較平滑，能夠比較準確的調到某一個值；所以電路的設計如圖甲．
（2）對照實驗原理圖，逐步連接實驗的器材．如圖乙．
（3）儀器連接好后的實驗操作步驟：
A：將電阻箱的電阻調到0；
B：將滑動變阻器的滑片滑到最左端；
C：閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使得電壓表達到滿偏電壓U；
D：保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節電阻箱的電阻，使電壓表的指針半偏；
E：讀出電阻箱上的電阻值R₁，則電壓表的內阻：R_V=R₁．
（4）在實驗的原理中．我們假設電壓表的支路分擔的電壓是不變的，而事實是：當電阻箱上的電阻增大時，電壓表支路的電阻增大，所以并聯部分的總電阻增大，并聯部分分擔的電壓也增大，此時的電壓已經大于U，所以電阻箱上分擔的電壓大于，所以電阻箱上的電阻：R₁＞R_V，即測量值要大于真實值．故選：A
故答案為：（1）如圖甲；（2）如圖乙；
（3）A：將電阻箱的電阻掉到0；
B：將滑動變阻器的滑片滑到最左端；
C：閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使得電壓表達到滿偏電壓U；
D：保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節電阻箱的電阻，使電壓表的指針半偏；
E：讀出電阻箱上的電阻值R₁，則電壓表的內阻：R_V=R₁．
（4）A
點評：本題關鍵要知道：（1）電壓表是定值電阻；（2）電阻箱的電阻等于電壓表的內阻時流過它們的電流值是原來的一半，電壓表的示數是原來的一半；（3）滑動變阻器采用分壓式接法時選用阻值小的滑動變阻器．