问题 问答题

一位同学设计了如图所示的电路来测电压表的内阻R,电压表的量程为50mV,内阻约为50Ω.其实验的方法是:①将电键S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器R使得电表的指针达到满偏;②保持变阻器R的阻值不变,再将电键S2闭合,调节电阻箱R1,使得电表的指针指在刻度盘的中央;③可以认为电阻Rx=R1

(1)实验中调整电阻箱达到实验要求时,电阻箱的各个旋钮的位置如图所示,待测电压表的内阻是______.

(2)如果电源E,电动势为4V,下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用,既要满足实验要求,又要调整方便,变阻器______(填写阻值相应的字母 )

A.10Ω              B.100Ω

C. 6kΩ              D.20kΩ

(3)电压表内阻RV测量结果的相对误差为

Rv-R1
Rv
,试推导出相对误差跟电源的电动势E和电压表的量程U的关系式.并估算此实验的相对误差(取一位有效数字).

(4)若要将此电压表改装为量程为3V的电压表,应该怎么做,画出电路图.

答案

(1)电阻箱的读数为R=4×10+3×1+0×0.1=43.0Ω

(2)由S1闭合、S2断开,电压表满偏可知,电路中的最大电流应为

I max
=
U V
R V
=1mA,所以整个电路的最小电阻应为
R min
=
E
I max
=4000Ω,所以变阻器最小阻值应为
R 变
=4000-50=3500Ω,所以滑动变阻器应选C.

(3)S2断开时,应满足

U
R V
=
E
R+
R V

S2闭合时,应满足

U
R 1
R
 V
R 1
+R V
=
E
R+
R 1
R
 V
R 1
R
 V
                    

消R得

R V
R 1
=
E
E-U
                

相对误差 

R V
-R 1
R V
=
U
E
=1%                   

(4)改装的电压表电路图如图所示,串联一个电阻,由欧姆定律可得   3=

50
×10-3 
43
×(43+R),解得R=2537Ω           

故答案为:(1)43.0

         (2)C

         (3)

R V
-R 1
R V
=
U
E
,1%

         (4)串联一个2537Ω的电阻,

单项选择题
多项选择题