问题 填空题

要测量电压表V1的内阻r.现有如下器材:

A.待测电压表V1(量程3V,内阻约几千欧)

B.电压表 V2(量程15V,内阻约30kΩ )

C.定值电阻 R(3.0kΩ)

D.滑动变阻器R1(0~10Ω)

E.直流电源E(电动势约9V,内阻约2Ω)

F.开关S及导线若干.

(1)因为所给V1、V2的内阻及定值电阻R都很大,即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用______接法(填“分压”或“限流”)才能对电路起到控制作用;

(2)待测电压表V1两端的电压值可以由V1的示数直接读出,通过V1的电流因缺少电流表而不能直接测量,但可以借助题中给出的定值电阻R、电压表V2间接测出.为了测出通过V1的电流,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三种电路,其中合理的是______同学设计的电路.

(3)画出测量电压表V1内阻r的完整的实验电路图;

(4)用已知量和直接测得量表示电压表V1内阻的表达式r=______;式中各直接测得量的意义是:______.

答案

(1)滑动变阻器的最大阻值仅为10Ω,电压表V1内阻约为几千欧姆,远大于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器采用限流接法对电路起不到控制作用,因此滑动变阻器应采用分压接法.

(2)①不知道电压表V2内阻的准确值,图甲所示电路不能测出通过电压表V1的电流,故电路图甲不合理;

②图乙所示电路中,由于电压表V2的分流作用,通过定值电阻的电流小于通过电流表V1的电流,实验误差较大,不是很合理.

③图丙所示电路中,通过电压表V1的电流与通过定值电阻的电流相等,实验设计合理;故选用图丙所示电路设计.

(3)由(1)可知,滑动变阻器采用分压接法,由(2)可知,电压表采用图丙设计,因此实验电路图如图所示.

(4)闭合开关,移动滑片到合适位置,读出电压表V1示数U1,电压表V2示数U2,则定值电阻R两端电压U=U2-U1

通过电压表V1的电流I=

U
R
=
U2-U1
R
,电压表V1内电阻r=
U1
I
=
U1
U2-U1
R
=
U1R
U2-U1

故答案为:(1)分压;(2)丙;(3)电路图如图所示;

(4)

U1R
U2-U1
;U1为电压表V1的示数,U2为电压表V2的示数.

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