Question

量程為3V的電壓表，代號為V，其內阻約為3KΩ，現要求測出該電壓表內阻的精確值，實驗室提供的器材有：電阻箱R_a，取值范圍0.1Ω到9999.9Ω，在本實驗中通過它的電流不會超所允許的最大值；滑動變阻器R_b，最大電阻為1000Ω，最大電流為0.2A；電源E，開路電壓約5V，內阻不計；電鍵S；連接導線若干．
（1）選用上述器材設計一個易于操作的測量電路，要求在如圖方框內畫出電路圖并標出所用器材代號；
（2）填寫測量步驟③④并寫出計算電壓表內阻的表達式．
①將待測電壓表V、電阻箱R_a、電源E、開關S，按圖示電路用導線連成測量電路．
②把Ra調至最大值，閉合開關S，接通電路．
③

 

④

 

計算電壓表內阻的表達式：

 

．

Answer 1

分析：本題的關鍵是先畫出電路圖，若根據閉合電路歐姆定律能解出電壓表的內阻，則實驗即可完成．

解答：解：（1）設計的測量電路如圖所示．
（2）測量步驟如下：
③調節電阻箱Ra電阻值，使得電壓表滿偏，記下此時Ra的值R₁．
④增大Ra的值，使得電壓表半偏，記下此時Ra的值R₂，
則根據閉合電路歐姆定律應有E=U+

U

RV

R₁
E=

U

2

+

U 2

RV

R₁
解得：R_v=R₂-2R₁．
故答案為：（1）如圖．
（2）③調節電阻箱Ra電阻值，使得電壓表滿偏，記下此時Ra的值R₁．
④增大Ra的值，使得電壓表半偏，記下此時Ra的值R₂，
計算電壓表內阻的公式：Rv=R₂-2R₁．

點評：本題也可以通過兩次調整變阻箱阻值，讀出電壓表的示數，然后根據閉合電路歐姆定律求解．