Question

【題目】盡管電壓表自身的電阻很大（一般幾千歐姆），但在實(shí)際電路中它還是有一定電流通過(guò)的，此時(shí)它表盤的示數(shù)就是它自身兩端的電壓值。也就是說(shuō)，電壓表實(shí)質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)能夠顯示自身兩端電壓值的特殊電阻。

現(xiàn)要測(cè)量電壓表V的具體阻值，除了電壓表V，另外提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：一個(gè)滿足實(shí)驗(yàn)需求的電壓不變的電源，一個(gè)阻值足夠大且已知阻值為R0的定值電阻，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，要求：

（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（電路可以重組）；

（2）寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟及所需測(cè)量的物理量；

（3）寫出電壓表V1阻值Rv的表達(dá)式（用已知量和測(cè)量量表示）。

Answer 1

【答案】答案見(jiàn)解析

【解析】

根據(jù)題中“現(xiàn)要測(cè)量電壓表V的具體阻值”可知，本題考查測(cè)量電阻的方法。因?yàn)殡妷罕韺?shí)質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)能夠顯示自身兩端電壓值的特殊電阻。故將電壓表首先連接在電源兩極，測(cè)出電源電壓U1；然后再將電壓表與定值電阻串聯(lián)，測(cè)出電壓表兩端的電壓U2，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的關(guān)系和歐姆定律求得串聯(lián)電路的電流和電壓表的阻值。

（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如下：

（2）主要實(shí)驗(yàn)步驟及所需測(cè)量的物理量

①對(duì)于圖1電路，閉合開(kāi)關(guān)，讀出電壓表V1的示數(shù)U1

②對(duì)于圖2電路，閉合開(kāi)關(guān)，讀出電壓表V1的示數(shù)U2

（3）Rv的表達(dá)式

由圖2可知，電阻R0與RV串聯(lián)，R0兩端電壓為U0=U1-U2，

串聯(lián)電路的電流I=I0=，

因此電壓表V的阻值

。