Question

11．為了測量某電壓表V₁（量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ）的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
電壓表A，量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω
電壓表V₂，量程5V，內(nèi)阻約5KΩ
定值電阻R₁，阻值30Ω
定值電阻R₂，阻值2KΩ
滑動變阻器R₃，最大阻值50Ω，額定電流1.5A
電源E，電動勢6V，內(nèi)阻約0.5Ω，開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干
（1）有人擬將待測電壓表V₁和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出V₁的電壓和電流，再計算出R_v1，該方案實(shí)際上不可行，其主要的原因是電流表A不能準(zhǔn)確測量出流過電壓表V₁的電流
（2）請從上述的器材中選擇必要的器材，設(shè)計一個測量電壓表V₁內(nèi)阻R_v1的實(shí)驗(yàn)電路，要求測量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)必須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（圖1中的電源和開關(guān)已經(jīng)接好）并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號．
（3）多次移動滑動變阻器，各自讀取V₁、V₂度數(shù)U₁、U₂．以U₁為縱軸、U₂為橫軸建立坐標(biāo)系并畫出U₁-U₂圖象，如圖2所示，圖象的斜率為K，則待測電壓表V₁的電阻可以表示為R_v=$\frac{{U}_{1}{R}_{2}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 ①由于電壓表的內(nèi)阻很大，流過的電流較小，待測電壓表V₁和電流表A串連接入電壓合適的測量電路中，電流表A不能準(zhǔn)確測量出流過電壓表V₁的電流．
②由于電壓表V₁接入電路后，由電流通過時其兩端電壓可以直接讀出，因而利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，選用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₂和定值電阻R₂，反復(fù)測量通過滑動變阻器R₃控制即可．
（3）由實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)歐姆定律得出U₁和U₂的關(guān)系，結(jié)合圖象即可求得電電壓表內(nèi)阻．

解答 解：①由于電壓表的內(nèi)阻很大，流過的電流較小，待測電壓表V₁和電流表A串連接入電壓合適的測量電路中，電流表A不能準(zhǔn)確測量出流過電壓表V₁的電流；
②由于電壓表V₁接入電路后，由電流通過時其兩端電壓可以直接讀出，因而利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，選用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₂和定值電阻R₂，
反復(fù)測量通過滑動變阻器R₃控制即可．測量電壓表V₁內(nèi)阻R_v的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示；
③根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)：$\frac{U_1}{R_V}=\frac{{{U_2}-{U_1}}}{R_2}$（式中U₁表示V₁的電壓，U₂表示V₁ 和R₂串聯(lián)的總電壓），所以R_v=$\frac{{{U_1}{R_2}}}{{{U_2}-{U_1}}}$．
故答案為：①電流表A不能準(zhǔn)確測量出流過電壓表V₁的電流，②測量電壓表V₁內(nèi)阻R_v的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示；③R_v=$\frac{{U}_{1}{R}_{2}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$

點(diǎn)評 本題考查電阻的測量，要注意正確掌握題意，明確物理規(guī)律的正確應(yīng)用．