Question

16．電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表的電流的兩倍．某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法）實驗室提供材料器材如下：
    待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為3000歐），電阻箱R₀（最大阻值為99999.9歐），滑動變阻器R₁（最大阻值100歐，額定電流2A），電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計），開關(guān)兩個，導線若干．
（1）虛線框內(nèi)為該同學設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整．
（2）根據(jù)設(shè)計的電路寫出步驟：移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S₁、S₂，調(diào)節(jié)R₁，使電壓表的指針滿偏，保證滑動變阻器的位置不變，斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₀使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；．
（3）將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R_v′，與電壓表內(nèi)阻的真實值R_v相比，R_v′＞R_v（填“＞”“=”或“＜”），主要理由是電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計算值，則會引起測量值的偏大．

Answer 1

分析 （1）待測電壓表電阻遠大于滑動變阻器R₁的電阻值，故滑動變阻器R₁采用分壓式接法；待測電壓表和電阻箱R₀采用串聯(lián)式接法；
（2）采用先測量一個適當?shù)碾妷�，然后增加電阻箱電阻，使電壓表半偏，則電阻箱的讀數(shù)即視為等于電壓表的電阻；
（3）電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計算值，則會引起測量值的偏大．

解答 解：（1）待測電壓表電阻（3000歐姆）遠大于滑動變阻器R₁的電阻值（100歐姆），故滑動變阻器R₁采用分壓式接法；
電路圖如圖所示：

（2）移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S₁、S₂，調(diào)節(jié)R₁，使電壓表的指針滿偏，保證滑動變阻器滑片的位置不變，斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₀使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；
（3）電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計算值，則會引起測量值的偏大，故R_v＜R_v′；
故答案為：
（1）如圖所示；
（2）移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S₁、S₂，調(diào)節(jié)R₁，使電壓表的指針滿偏，保證滑動變阻器的位置不變，斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₀使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；
（3）＞，電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計算值，則會引起測量值的偏大．

點評 考查半偏法測電阻的原理，明確串聯(lián)電阻后會引起測量支路的電阻的增大，其分壓要變大，此為誤差的來源．