Question

一個電壓表V，量程約為5V，有清晰刻度但沒有示數(shù)，內電阻約為10kΩ，某同學想準確地測出其量程和內阻，可以使用的實驗器材如下：

A．電源（電動勢約15V，內電阻小于2Ω）

B．標準電壓表V₀（量程為15V，內電阻約30kΩ）

C．電阻箱（阻值范圍0～9999.9Ω）

D．電阻箱（阻值范圍0～99999.9Ω）

E．滑動變阻器（阻值為0～20Ω）

F．滑動變阻器（阻值為0～20kΩ）

G．開關S和導線若干

該同學的實驗操作過程為：

（1）將實驗儀器按圖甲所示電路連接，電阻箱R₁應選D，滑動變阻器R₀應選E（填儀器前的字母序號）．

（2）將電阻箱R₁的阻值調至最大，將滑動變阻器的滑片P移至滑動變阻器的接近右端處，閉合電鍵S；接著調節(jié)電阻箱，直至電壓表V_x滿偏，記錄此時電阻箱的阻值R和標準電壓表V₀的示數(shù)U；

（3）向左移動滑片P至滑動變阻器的另一位置，再次調節(jié)電阻箱直至電壓表V_x滿偏，記錄此時電阻箱的阻值R和標準電壓表V₀的示數(shù)U；

（4）重復步驟（3）多次；

（5）該同學將實驗中記錄的各組電阻箱的阻值R和標準電壓表V₀的示數(shù)U的數(shù)據(jù)在U﹣R坐標系中正確地描好點（如圖乙），請你在圖中完成U﹣R圖線．

（6）根據(jù)圖線可以求得電壓表V_x的量程為   V，內電阻為  Ω．

Answer 1

考點：描繪小電珠的伏安特性曲線．

專題：實驗題；恒定電流專題．

分析：由所給電路及實驗過程可知其實驗原理：U₀的求數(shù)為U，R₁的示數(shù)為R，則U=U_X+R，圖象法處理數(shù)據(jù)在U﹣R圖象中縱截距為U_x，斜率為．則可求U_x與R_x．再由串并聯(lián)特點選擇相應的器材．

根據(jù)對應的圖象中的斜率可求得待測電阻的阻值

解答：  解：（1）因要測電壓表的電阻約為10kΩ，所串聯(lián)電阻分壓由所給的數(shù)據(jù)可達電壓表的2倍，則其阻值要達到20kΩ，電阻箱R₁應選D，

滑動變阻器采用分壓接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇：E．

（5）根據(jù)坐標系內描出的點作出圖象，圖象如圖所示：

（6）由圖示電路圖可知，標準電壓表V₀的示數(shù)：U=U_X+IR=U_X+R，

則U﹣R圖象的截距是電壓表量程，由圖示圖象可知，圖象縱軸截距為4.5V，則電壓表量程：U_X=4.5V，

圖象的斜率：k===，解得：R_x=9000Ω=9kΩ．

故答案為：（1）D；E；（5）圖象如圖所示；（6）4.5；9．

點評：本題考查了實驗器材的選擇、作圖象、求電壓表的量程與內阻，要掌握實驗器材的選擇原則，分析清楚電路結構，應用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電壓表示數(shù)的表達式是正確解題的前提與關鍵．