Question

我们在使用电压表测某一电路电压时，通常不考虑电压表对待测电阻的影响，而将其视为理想仪表，即认为电压表的内电阻无穷大．实际上，电压表是有一定的电阻值，一般为十几千欧，在电路中有小电流通过．因而我们可以把电压表看成一能显示自身电压的大电阻．实验室中现有一块未知内电阻的电压表（内电阻R_X约为15千欧），一个开关，两节干电池（电压未知），导线若干，请你从下列给出的三种器材中任选一种与上述器材配合，来测量电压表的内电阻．
三种器材为：A．电流表（0～0.6A） B．定值电阻R（阻值为5Ω） C．电阻箱R（电路符号为，阻值为0～9999Ω）
①要求较准确测量电压表的内电阻，应选用的器材为______（填器材前面的字母代号）．
②在右面的方框中画出电路图．
③按你设计的电路图，补全下列实验步骤，并写出实验中要测得物理量（用字母表示）．
A．连接电路，闭合开关；
B．______；
C．______．
④用测得的物理量表示出电压表内阻的公式R_X=______．

Answer 1

【答案】分析：只选一种器材，为了较准确的测出电压表的内电阻，实验器材应选择电阻箱；把电压表、电阻箱串联接入电路，电压表测的是自己两端的电压，测出电压表电压，由串联电路特点及欧姆定律列方程，然后解方程，求出电压表的内电阻；根据以上分析答题．
解答：解：①为了较准确的测出电压表的内电阻，
应选取的实验器材是：C、电阻箱R'（阻值为0--9999Ω）．
②电源、开关、电压表、电阻箱组成串联电路，电路图如图所示．
③实验步骤：A、连接电路，闭合开关．
B．把电阻箱阻值调到0，读出此时电压表示数U；
C．把电阻箱阻值调到较大值（几千欧），读出此时电阻箱阻值R₁和电压表示数U₁．
④由实验步骤B可知，电源电压是U，
电阻箱阻值R₁和电压表示数U₁时，
电阻箱两端电压U_电阻箱=U-U₁，
此时电路电流：I==，
∵I=，∴电压表内阻R_V===．
故答案为：①C；②电路图如图所示；③把电阻箱阻值调到0，读出此时电压表示数U；
把电阻箱阻值调到较大值（几千欧），读出此时电阻箱阻值R₁和电压表示数U₁；④．
点评：本题考查了测电压表内电阻的实验器材选择、设计实验电路图、完善实验步骤等问题，本题对能力要求较高，有一定的难度，知道测电阻的原理、知道电压表示数是它自己两端的电压是正确解题的前提与基础．