Question

某同學(xué)準(zhǔn)備測(cè)定一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，提供的器材及規(guī)格如下：

器材名稱	規(guī)格
待測(cè)電壓表V	量程3V，內(nèi)阻約為3KΩ
電流表A	量程3A，內(nèi)阻約為0.01Ω
定值電阻R	阻值2KΩ，額定電流50A
直流電源E	電動(dòng)勢(shì)小于3V，內(nèi)阻不計(jì)
開關(guān)S1
開關(guān)S2
導(dǎo)線若干

（1）為了準(zhǔn)確地測(cè)量這只電壓表的阻值，請(qǐng)?jiān)谏鲜鎏峁┑膶?shí)驗(yàn)器材中按所需的器材連成正確的實(shí)驗(yàn)電路．
（2）按你所連接的電路，寫出簡(jiǎn)要的測(cè)量步驟______．
（3）利用已知量和測(cè)出的物理量表示電壓表的內(nèi)阻r_V=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于電流表量程太大，該題無(wú)法應(yīng)用伏安法測(cè)量電壓表內(nèi)阻，因此需要其他方法，由于電源內(nèi)阻不計(jì)，電動(dòng)勢(shì)小于3V，因此可以先用電壓表測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)，然后然后將電壓表和定則電阻并聯(lián)，可以利用歐姆定律計(jì)算出電流中的電流，從而求出待測(cè)電阻．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知實(shí)驗(yàn)步驟，先測(cè)電動(dòng)勢(shì)，然后將電壓表和定則電阻串聯(lián)，計(jì)算流過(guò)電壓表的電流；
（3）利用串并聯(lián)知識(shí)和歐姆定律正確求解．
解答：解：（1）由于電流表量程太大，該題無(wú)法應(yīng)用伏安法測(cè)量電壓表內(nèi)阻，因此需要其他方法，由于電源內(nèi)阻不計(jì)，電動(dòng)勢(shì)小于3V，因此可以先用電壓表測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)，然后然后將電壓表和定則電阻并聯(lián)，可以利用歐姆定律計(jì)算出電流中的電流，從而求出待測(cè)電阻，具體電路如下所示：

根據(jù)原理圖得出實(shí)物圖如下所示：

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下所示：
①閉合S₂，此時(shí)電壓表測(cè)電源兩端電壓，電壓表的讀數(shù)為U₂；
②S₂斷開、S₁閉合時(shí)，電壓表與定值電阻串聯(lián)，電壓表的讀數(shù)U₁，則定值電阻兩端電壓是U_R=U₂-U₁，此時(shí)電路電流．
故答案為：①先閉合S₁，記錄電壓表的讀數(shù)U₁；②再斷開S₁，閉合S₂，記錄此時(shí)電壓表讀數(shù)U₂．
（3）先閉合S₁，記錄電壓表的讀數(shù)U₁，則有E=U₁；
再斷開S₁，閉合S₂，記錄此時(shí)電壓表讀數(shù)U₂，則電阻R兩端的電壓為：U=U₁-U₂；
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知流過(guò)電壓表的電流為：

則電壓表的內(nèi)阻為：

故答案為：．
點(diǎn)評(píng)：電學(xué)實(shí)驗(yàn)，變化多樣，是高考考查的重點(diǎn)，解答的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，正確利用串并聯(lián)知識(shí)求解．