题目内容
【题目】现要较准确地测量量程为0 ~ 3V、内阻大约为3kΩ的电压表V1的内阻RV,实验室提供的器材如下:
电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程0~1mA,内阻约100Ω)
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
定值电阻R1(阻值200Ω);
定值电阻R2(阻值2kΩ);
滑动变阻器R3(最大阻值100Ω,最大电流1.5A)
电源E1(电动势6V,内阻约0.5Ω)
电源E2(电动势3V,内阻约0.5Ω);
开关S,导线若干
(1)选用上述的一些器材,甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路。
在图甲的电路中,电源选择E1,则定值电阻R应该选择__________;在图乙的电路中,电源选择E2,电流表应该选择___________。(填写对应器材的符号)
(2)根据图甲电路,多次测量得到多组电手表V1和V2的读数U1、U2,用描点法得到U1-U2图象,若图象的斜率为k1,定值电阻的阻值为R,则电压表V1的内阻RV= ______________;根据图乙电路,多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1'、I,用描点法得到可U1′-I图象,若图象的斜率为k2,则电压表V1的内阻RV′= ______________。(用题中所给字母表示)
(3)从实验中各电表读数对测量精度影响的角度分析,用图_________(填“甲”或“乙”)电路较好。
【答案】R2 A2 k2 乙
【解析】
(1)[1]在甲图的电路中,由于电源电动势为6V,电阻R起到串联分压的作用,且电压表量程为3V,所以应选和电压表内阻差不多的电阻,故选R2;
[2]电压表中最大电流为
所以电流表应该选择量程为量程0~1mA电流表A2;
(2)[3]在图甲的电路中,电阻R两端电压为
通过电阻R的电流为
根据欧姆定律得
即
又,则
[4]在图乙的电路中,根据欧姆定律得
又图象中图象的斜率为k2,则
(3)[5]两个电路都没有由仪器表引起的系统误差,但用图甲电路测量时,电压表V2的电压变化范围为0-5V,用量程为15V的电压表V2读数,相对误差较大,故图乙电路更好。