Question

【题目】尽管电压表自身的电阻很大（一般几千欧姆），但在实际电路中它还是有一定电流通过的，此时它表盘的示数就是它自身两端的电压值。也就是说，电压表实质相当于一个能够显示自身两端电压值的特殊电阻。

现要测量电压表V的具体阻值，除了电压表V，另外提供的实验器材如下：一个满足实验需求的电压不变的电源，一个阻值足够大且已知阻值为R0的定值电阻，开关、导线若干。请你利用上述器材设计实验方案，要求：

（1）画出实验电路图（电路可以重组）；

（2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量；

（3）写出电压表V1阻值Rv的表达式（用已知量和测量量表示）。

Answer 1

【答案】答案见解析

【解析】

根据题中“现要测量电压表V的具体阻值”可知，本题考查测量电阻的方法。因为电压表实质相当于一个能够显示自身两端电压值的特殊电阻。故将电压表首先连接在电源两极，测出电源电压U1；然后再将电压表与定值电阻串联，测出电压表两端的电压U2，根据串联电路电压的关系和欧姆定律求得串联电路的电流和电压表的阻值。

（1）实验电路图如下：

（2）主要实验步骤及所需测量的物理量

①对于图1电路，闭合开关，读出电压表V1的示数U1

②对于图2电路，闭合开关，读出电压表V1的示数U2

（3）Rv的表达式

由图2可知，电阻R0与RV串联，R0两端电压为U0=U1-U2，

串联电路的电流I=I0=，

因此电压表V的阻值

。