题目内容

【题目】甲同学将标准电压表V0(量程为U0=3V,内阻r0=3kQ)改装为电压表V,改装后的电压表刻度盘上的刻度均匀分布共有N格,该同学改装后没有在刻度盘上标上相应的刻度值,乙同学想测量出改装后电压表的量程和内阻。提供的器材有:

A.改装后的待测电压表V(内阻Rv未知)

B.标准电压表V1(量程为3V,内阻r1约为3kΩ

C.标准电压表V2(量程为30V,内阻r2约为30kΩ

D.滑动变阻器R(最大阻值为20Ω

E.学生电源E(输出电压调节范围016V

F.开关S、导线若干

1)乙同学为了得到待测电压表V的量程和内阻,按图甲所示电路图连接好实验电路,闭合开关,调节滑动变阻器,发现标准电压表V1的指针接近满偏时,待测电压表V的指针还未偏到满偏的三分之一;接着该同学只将标准电压表V1换成标准电压表V2,调节滑动变阻器,当待测电压表V的指针满偏时,标准电压表V2的指针也还未偏到满偏的三分之一。为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上,且能较精确地测出待测电压表V的量程和内阻,请重新设计工作电路,将其画在如图乙所示的虚线框内_________

2)根据设计的电路进行实验,调节滑动变阻器,并让待测电压表V的指针恰好偏转了n格,为了得到待测电压表V的量程和内阻,还需要测量的物理量和相应的符号是________,待测电压表V的量程为_________,待测电压表V的内阻为________。(用测得的物理量和题中已知量的符号表示)

【答案】1 2)标准电压表V1的示数U1,标准电压表V2的示数U2

【解析】

1)将标准电压表V1和待测电压表V并联,两者电压相等,当标准电压表V1满偏时,待测电压表V的指针还未偏到满偏的三分之一,说明待测电压表V的量程大于9V。将标准电压表V1换成标准电压表V2,调节滑动变阻器,待测电压表V的指针满偏时,标准电压表V2的指针也还未偏到满偏的三分之一,说明待测电压表V的量程小于10V,则待测电压表V的量程在910V之间,且待测电压表V是通过标准电压表V0改装而来,可以推测待测电压表V的内阻在之间。由于没有电阻箱和定值电阻,故可以把标准电压表V1和待测电压表V串联后再和标准电压表V2并联。标准电压表V1和待测电压表V的指针接近满偏时,两者电压值之和在1213V之间,标准电压表V2的指针可偏转到满偏的三分之一以上。

2)调节滑动变阻器,让待测电压表V的指针恰好偏转n格,记录标准电压表V1的示数U1和标准电压表V2的示数U2,假设待测电压表V的量程为U,则有,得,由

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