(2007?深圳模擬)從下列表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑模O(shè)計一個電路來測量電壓表V1的內(nèi)阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度,并能測量多組數(shù)據(jù).
器材(代號) 規(guī)格
電壓表(V1 量程3V,內(nèi)阻r1,待測(約4KΩ)
電壓表(V2 量程15V,內(nèi)阻r2=20KΩ
電流表(A) 量程3A,內(nèi)阻r3=0.01Ω
滑動變阻器(R) 總電阻約為1KΩ
穩(wěn)壓電源(E) 電動勢為20V,內(nèi)阻很小
開關(guān)(S)
導(dǎo)線若干
(1)在下面的虛線方框中畫出該實驗的電路圖,標明所用器材的代號.
(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1,則所用的表達式為r1=
U1
U2
 
r2
U1
U2
 
r2
,式中各符號的意義是
U1、U2分別表示電壓表V1、V2的讀數(shù),r2表示電壓表V2的內(nèi)阻
U1、U2分別表示電壓表V1、V2的讀數(shù),r2表示電壓表V2的內(nèi)阻
分析:要測電壓表的內(nèi)阻,可以把電壓表看做一只能讀出兩端電壓的電阻.在本題中由于電壓表的內(nèi)阻遠遠大于滑動變阻器的最大電阻,若采用限流式接法,通過待測電壓表的電流變化范圍比較小,不可能達到多測幾組數(shù)據(jù)的壓強,無法精確測量電壓表的內(nèi)阻,故只能采用分壓式接法.
解答:解:(1)先把滑動變阻器的最大阻值和電源、開關(guān)串聯(lián)組成電路,再把電壓表V1、V2串聯(lián)后接到滑動變阻器的滑片P串聯(lián),如圖所示:
(2)∵電壓表V1、V2串聯(lián),即兩者的內(nèi)阻r1、r2串聯(lián),
∴通過兩電壓表的電流相等,即
U1
r1
=
U2
r2

解得:r1=
U1
U2
 
r2;  U1、U2分別表示電壓表V1、V2的讀數(shù),r2表示電壓表V2的內(nèi)阻
答:(1)電路圖如圖所示;(2)
U1
U2
 
r2;  U1、U2分別表示電壓表V1、V2的讀數(shù),r2表示電壓表V2的內(nèi)阻
點評:本題考查了串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)條件“要求方法簡便,有盡可能高的測量精度,并能測得多組變化較大數(shù)據(jù)”設(shè)計出電路圖.
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