Question

17．为了测定某一电压表的内阻，给出了以下器材：
A．待测电压表（0～1.5V，电阻在3.5kΩ～4.5kΩ之间）
B．电流表（0～500μA，内阻约为100Ω）
C．电流表（0～500mA，内阻约为100Ω）
D．滑动变阻器（0～50Ω）
E．开关
F．电源（1.5V的干电池一节）
G．导线若干
要求设计实验电路，测量多组I、U数据，然后作U-I图线求电压表的内阻．
（1）电流表应选B（填对应的序号）；
（2）某同学设计了如图甲所示的电路图，经审查该电路图中有一处不符合测量要求，请指出该处电路存在的问题：因为R_V＞＞R_Q，调节滑动变阻器，两表读数几乎不变，不能测多组I、U值；

（3）请你另外设计一个能满足测量要求的电路图，画在图乙所示的方框内；
（4）某同学用重新设计的电路进行实验，得到的U-I图线如图丙所示，由此可得电压表内阻R_V=4.1kΩ（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）估算电路中电流，从而选择电流表；
（2）分析电压表和滑动变阻器电阻间的大小关系，从而明确实验原理图的问题所在；
（3）由于待测电压表内阻远大于滑动变阻器阻值，故变阻器应用分压式接法；
（4）根据图象的斜率即可求向电压表内阻．

解答 解：（1）根据欧姆定律可知，电流I=$\frac{1.5}{4000}$=375μA，故应采用电流表B进行测量；
（2）图甲电路采用限流接法，由于电压表内阻R_V＞＞R，调节滑动变阻器时，两表读数几乎不变，不能测多组I、U值．
（3）因为滑动变阻器最大阻值远小于待测电压表内阻，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示：、

（4）电压表的内阻等于图线的斜率，则RV=$\frac{1.48}{0.36×1{0}^{-3}}$=4.1kΩ．
故答案为：（1）B； （2）因为R_V＞＞R_Q，调节滑动变阻器，两表读数几乎不变，不能测多组I、U值．
（3）如图所示．（4）4.1

点评 本题考查设计性电路，设计电学实验时要通过估算，使电表量程略大于电路中电流或电压的最大值即可，而当滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻时应用分压式接法．