Question

3．一電壓表的量程標(biāo)定不準(zhǔn)確，某同學(xué)利用如圖甲所示電路來測量該電壓表的實驗量程U_m，所用器材有：
A．量程不準(zhǔn)的電壓表V₁，內(nèi)阻r₁=10kΩ，量程標(biāo)稱為5V；
B．標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₂，內(nèi)阻r=6kΩ，量程3V；
C．標(biāo)準(zhǔn)電阻R₁，電阻4kΩ；
D．滑動變阻器R₂，總電阻20Ω；
E．電源E，電動勢9V，內(nèi)阻不計；
F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干．
回答下列問題：
（1）開關(guān)S閉合前，滑動變阻器R₂的滑動端應(yīng)滑到左端；（選填“左”或“右”）
（2）開關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器R₂的滑動端，使電壓表V₁滿偏；若此時電壓表V₂的讀數(shù)為U₂，則電壓V₁的量程U_m=$\frac{{{r_1}（{r_2}+{R_1}）}}{{{r_2}{R_1}}}{U_2}$；（用題中所給物理量的符號表示）
（3）若測量時，電壓表V₁未調(diào)到滿偏，兩電表的示數(shù)如圖乙和丙所示，由讀出的數(shù)據(jù)計算得U_m=5.56V；
（4）電壓表V₁的1V刻度線對應(yīng)的電壓的準(zhǔn)確值為1.11V．

Answer 1

分析 （1）分析實驗原理，明確電路接法，根據(jù)實驗安全和準(zhǔn)確性原則可明確滑片的位置；
（2）分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)串并聯(lián)電路特點及歐姆定律列方程，可以求出電壓表量程；
（3）根據(jù)電表的讀數(shù)方法可明確兩個電表的讀數(shù)，根據(jù)（2）中公式可明確3V對應(yīng)的實際值，從而明確電壓表的量程；
（4）根據(jù)電表準(zhǔn)確值和測量值之間的比例關(guān)系可明確1V對應(yīng)的數(shù)值．

解答 解：（1）由圖可知，該實驗采用分壓接法，為了實驗的安全，滑動變阻器滑片應(yīng)在最左端； 從而使電壓由零開始增大；
（2）根據(jù)電路圖可知，電壓表V₂與定值電阻R₁并聯(lián)后再與V₁串聯(lián)；根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知：
U_m=（$\frac{{U}_{m}}{{r}_{1}}$-$\frac{{U}_{2}}{{r}_{2}}$）R₁
解得：
U_m=$\frac{{{r_1}（{r_2}+{R_1}）}}{{{r_2}{R_1}}}{U_2}$；
（3）表中V₁量程為0～5V，則讀數(shù)為3.0V，
V₂的量程為3V，則讀數(shù)為0.8V；
則有：U_m=$\frac{10×（6+4）}{6×4}×0.8$=3.333V；
則量程為：U_m=$\frac{5}{3}×3.33$3≈5.56V；
（4）根據(jù)比例關(guān)系可知，V₁量程對應(yīng)擴大1.11倍；故對應(yīng)的電壓值讀數(shù)為1.1×1=1.11V；
故答案為：（1）左；  （2）$\frac{{{r_1}（{r_2}+{R_1}）}}{{{r_2}{R_1}}}{U_2}$；（3）5.56 （4）1.11．

點評 本題考查電表量程的計算，要注意能熟練應(yīng)用串并聯(lián)電路特點及歐姆定律進(jìn)行分析；明確電電路結(jié)構(gòu)是求出電壓表量程的關(guān)鍵．