Question

17．为测量某一电源的电动势及内阻
（1）在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V₁
量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V₂
量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V₃
选择电压表V₃（填器材代号）
串联R₁=6kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表．
（2）利用一个电阻箱R₀、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号V₁、V₂或V₃与电阻R₁串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．
（3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出原电压表表盘示数为1.5V时、电阻箱的阻值为15.0Ω；电压表的示数为2.0V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E=2.5V、内阻r=10.0Ω

Answer 1

分析 （1）将小量程的电压表扩大量程要串联电阻分压；
（2）由闭合电路的欧姆定律作为实验原理可知实验电路图．
（3）由闭合电路欧姆定律得出对应的表达式，联立即可求得电动势和内电阻．

解答 解：（1）为确定改装时串联电阻的阻值应选取内阻确定的电压表，只有V₃内阻已明确给出，故选择V₃进行改装，
改装成电压表要串联电阻的R_X：则I_g（R_g+R_x）=U_V
即：1×10^-3（3kΩ+R_x）=9
解得：R_x=6kΩ
（2）本实验的实验原理为U=E-Ir，利用变阻箱和电压表可获取电流I，故实验原理电路图，如图：

（3）电压表示数为1.50V时，根据闭合电路的欧姆定律 E=1.5V+$\frac{1.5V}{15.0Ω}$r，同理有E=2V+$\frac{2.0V}{40.0Ω}$r．
联立二式解得 E=2.50V r=10.0Ω
故答案为：（1）C；6（2）电路如图所示；（3）2.50，10.0．

点评 本题考查的电压表的改装原理及闭合电路欧姆定律，要明确串联电阻的分压作用，并会用串联法扩大电压表的量程．