题目内容

10．利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV（约为300Ω）． 某同学的实验步骤如下：
①按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合电键S2，并将电阻箱R0的阻值调到较大；
②闭合电键S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度；
③保持电键S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开电键S2，调整电阻箱R0的阻值大小，使电压表的指针指到满刻度的三分之一；读出此时电阻箱R0=596Ω的阻值，则电压表内电阻RV=894Ω．
实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱（最大阻值999.9Ω）、电池（电动势约1.5V，内阻可忽略不计）、导线和电键之外，还有如下可供选择的实验器材：
A．滑动变阻器：最大阻值200ΩB．滑动变阻器：最大值阻10Ω
C．定值电阻：阻值约20ΩD．定值电阻：阻值约200
根据以上设计的实验方法，回答下列问题．
①为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R应选用B，定值电阻R'应选用C（填写可供选择实验器材前面的序号）．
②对于上述的测量方法，从实验原理分析可知，在测量操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值R测大于真实值RV （填“大于”、“小于”或“等于”），这误差属于系统误差（填”偶然”或者”系统”）且在其他条件不变的情况下，若RV越大，其测量值R测的误差就越小（填“大”或“小”）．

分析 （1）明确本实验的基本原理是为类似与半偏法测电阻的方法，根据串联电路的基本规律进行分析，即可明确电压表内阻与电阻电阻之间的关系；
（2）明确电路结构知道误差产生原因；从实验原理分析可知，当再断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值，从而使得干路电流减小，路端电压变大，滑动变阻器两端电压变大，当电压表示数为一半，而电阻箱R0的电压稍大于电压表电压，由串联电路知识可得，测电阻偏大．

解答 解：由实验原理可知，电压表的指针指到满刻度的三分之一，因此电阻箱分得总电压的三分之二，根据串联电路规律可知，RV=$\frac{{R}_{0}}{\frac{2}{3}}$=$\frac{596}{\frac{2}{3}}$=894Ω；
故电压表内阻为894Ω；
①该实验中，滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，即选择B；定值电阻起保护作用，因电源电动势为1.5V，若保护电阻太大，则实验无法实现，故定值电阻应选用C； 
 ②从实验原理分析可知，当再断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值，当电压表半偏时，闭合电路的干路电流将减小，故内电压降低，路端电压升高，从而使得滑动变阻器并联部分两端电压变大，即使电压表示数为一半，而电阻箱R0的电压超过电压表电压，导致所测电阻也偏大，所以测量电阻大于真实电阻；
本误差是由实验原理造成的，属于系统误差；  在其他条件不变的情况下，若RV越大，闭合S2后分压电路两端电压变化越小，分压电路电压越接近于不变，其测量值RV测的误差就越小．
 故答案为：894；①B，C；②大于，系统；小．

点评 本题考查半偏法测电阻的实验原理应用，要注意明确实验原理，要注意其实电压表就是能读出电压的电阻，通过电压变为原来的三分之一来测量电阻的阻值，同时要注意电表内阻所带来的实验误差分析情况．

练习册系列答案
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