Question

9．如图所示为一个测量电压表内阻的实验，V是待测电压表，R₁是一个电阻箱，其阻值可变且可以读出具体的阻值，R₂是一个滑动变阻器，S₁、S₂是两个开关，E是电源（电压高于电压表的量程）．
（1）请写出简要的实验步骤；
（2）为了减小误差，在实验器材的配置上有什么要求？

Answer 1

分析 （1）由题意及电路图可知，本实验为半偏法测电压表内阻的实验，由此设计实验步骤；
（2）根据开关S₂断开后，调节变阻箱使唤电压表半偏，电路中电阻增大，干路电流减小，V表与变阻箱部分分压增大来分析．

解答 解：
（1）①闭合S₁和S₂，调节R₂，使电压表满偏；
②闭合S₁断开S₂，调节电阻箱R₂，使电压表半偏，此时电压表和电阻箱两端的电压相等，根据串联电路特点可知此时电压表与电阻箱连入电阻相等，所以读出电阻箱的示数就得到了电压表的内阻．
（2）由于电压表内阻很大，为使S₂闭合时电压表半偏，所以应选择大于但接近电压表内阻且精确度高的电阻箱．
由满偏调节为半偏时，电路总电阻增大，干路电流减小，滑动变阻器左半边分压减少，滑片处输出的电压增大，所以电阻箱两端电压大于电压表的半偏电压，此时电阻箱电阻大于电压表内阻，造成测量的误差．所以应选择远小于电压表内阻且额定电流大的变阻器．
故答案为：
（1）实验步骤：
①闭合S₁和S₂，调节R₂，使电压表满偏；
②闭合S₁断开S₂，调节电阻箱R₂，使电压表半偏，读出此时变阻箱电阻．
（2）为了减小误差，应选择大于但接近电压表内阻且精确度高的电阻箱；选择远小于电压表内阻且额定电流大的变阻器．

点评 本题测电压表内阻，实验要求能通过实验电路图得出实验的原理，并能通过分析电路图得出实验中产生的误差原因，要求较高，是考查能力的好题．