题目内容
要测量电压表V1的内阻r。现有如下器材:
A.待测电压表V1(量程3V,内阻约几千欧)
B.电压表 V2(量程15V,内阻约30kΩ )
C.定值电阻 R(3.0kΩ)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω)
E.直流电源E(电动势约9V,内阻约2Ω)
F.开关S及导线若干。
⑴因为所给V1、V2的内阻及定值电阻R都很大,即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用 接法(填“分压”或“限流”)才能对电路起到控制作用;
⑵待测电压表V1两端的电压值可以由V1的示数直接读出,通过V1的电流因缺少电流表而不能直接测量,但可以借助题中给出的定值电阻R、电压表V2间接测出。为了测出通过V1的电流,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三种电路,其中合理的是 同学设计的电路。
⑶在虚线框内画出测量电压表V1内阻r的完整的实验电路图;
⑷用已知量和直接测得量表示电压表V1内阻的表达式r=___________;式中各直接测得量的意义是: 。
⑴分压,⑵丙,
⑶如图
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⑷r=
,其中U1为电压表V1的示数,
U2为电压表V2的示数。
解析:
(1)因为所给V1、V2的内阻及定值电阻R都很大,
即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用“分压”接法才能保证实验的正常进行;⑵因为电压表 V2的内阻约30kΩ (是个不确定值),故甲同学设计的电路不能根据I=
间接测出通过V1的电流;因为电压表 V2的内阻约30kΩ、定值电阻R=3.0KΩ,故乙同学设计的电路电压表 V2的分流作用不能忽略,同时流经电压表 V2的电流也不能求出,所以乙同学设计的电路,既不能用流经定值电阻R的电流IR=
代替通过V1的电流,也不能用IV1=
+
算出通过V1的电流;对于丙同学设计的电路,则可以通过IV1=IR=
较准确的间接测出通过V1的电流;(3)根据(1)、(2)就可以画出测量电压表V1内阻r的完整的实验电路图如图所示。(4)根据欧姆定律,电压表V1内阻的r=
=
,其中U1为电压表V1的示数,U2为电压表V2的示数。