Question

一個(gè)電壓表V_A的內(nèi)阻R_A=1000Ω，量程為1.0V，現(xiàn)要利用電阻箱擴(kuò)大它的量程，改裝成量程為3.0V的電壓表．改裝后，再用一量程為3.0V的精確的電壓表V_B對(duì)其所有刻度進(jìn)行校準(zhǔn)．除了這兩個(gè)電壓表V_A、V_B外，還有下列一些器材電源  E（電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻較�。�
變阻器  R（總電阻約10Ω）
電阻箱  R₀（1-9999Ω）
電鍵  K   
導(dǎo)線若干
如圖是以上器材和兩個(gè)電壓表V_A、V_B的實(shí)物示意圖，試在圖中畫出連線，連成進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路．
②圖中電阻箱的取值等于

2000

Ω
③用上述電壓表V_B和改裝后并已校準(zhǔn)過的電壓表（以下稱為V_C）以及一個(gè)電鍵和一些導(dǎo)線，去測(cè)量一個(gè)電動(dòng)勢(shì)大約為2V的電源的內(nèi)阻r．寫出簡(jiǎn)要測(cè)量步驟，并用測(cè)得的量寫出r的公式．

Answer 1

分析：①要將擴(kuò)大后的電壓表的所有刻度進(jìn)行校準(zhǔn)，首先必須將電壓表V₁與電壓表V₂并聯(lián)，以保證兩表的讀數(shù)始終相等；其次必須將變阻器R接成分壓電路，以保證校準(zhǔn)電表的過程滿足從零變化到滿刻度的較大范圍的要求．由此可得出校準(zhǔn)電路的實(shí)物圖．
②欲擴(kuò)大電壓表的量程須串聯(lián)一只較大阻值的電阻，其阻值由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求出，
③電壓表的實(shí)質(zhì)是能顯示自身電壓的大電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)表達(dá)式即可．

解答：解：①因?yàn)楦难b后的電壓表需要校對(duì)先必須將電壓表V₁與電壓表V₂并聯(lián)，以保證兩表的讀數(shù)始終相等，則電壓表V_A的讀數(shù)必須從零開始，故變阻器應(yīng)采用分壓接法．實(shí)物圖如圖所示：
②串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求出串聯(lián)電阻的阻值，即：
R₀=（n-1）R_A=（

U

UA

-1）R_A=（

6

3

-1）×2000=2000Ω
③將電壓表V_c通過電鍵、導(dǎo)線與電源連接，讀出V_C上的示數(shù)U_C，
根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=U_C+

UC

3000

r…①；
再將電壓表V_c和V_B串聯(lián)，通過電鍵、導(dǎo)線與電源連接，讀出V_C上的示數(shù)U_C′和V_B上的示數(shù)U_B．
根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=U′_C+U_B+

UC

3000

r…②
聯(lián)立①②解得：r=

U′C+UB-UC

UC-U′C

×3000（Ω）
故答案為：①如圖所示； ②2000；③r=

U′C+UB-UC

UC-U′C

×3000（Ω）．

點(diǎn)評(píng)：考查實(shí)驗(yàn)電路的確定與實(shí)物圖的連接，明確變阻器的接法選擇要點(diǎn)；電壓表的改裝原理，會(huì)求串聯(lián)電阻．