题目内容

4．某同学要测量一电压表的内阻，所备器材如下：
A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）
B．定值电阻R0（内阻2kΩ）
C．电池组E（电动势略小于3V，内阻忽略不计）
D．多用电表
E．开关S1．S2，导线若干．

（1）该同学想利用多用电表粗测电压表的内阻，请将以下主要操作步骤补充完整；
①对多用电表进行机械调零
②将选择开关拨到“×1k”的欧姆档上；
③将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；
④将图甲中多用电表和电压表连接，其中红表笔应接电压表的负极（填“正”、“负”）；
⑤正确连接后，发现指针偏转较大，换用“×100”的欧姆档，先欧姆调零，再次测量，多用表刻度盘上的指针位置如图乙所示，测量结果是3000Ω．
（2）为了更精确测出此电压表的内阻，该同学设计了如图丙所示的实验电路图．请在图丁上画线代替导线进行实物连接．该同学首先闭合S1，读电压表示数U1；再闭合S2，读电压表示数U2，则电压表内阻R3=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}_{0}$（用U1，U2，R0表示）

分析 （1）使用多用电表时，不论测量什么，电流都是从红表笔进，黑表笔出；测量电阻时，指针指在中央刻度附近，读数较准确，读数等于指针示数与倍率的乘积；
（2））分析电路结构，根据实验步骤求出电源电动势，然后由串联电路特点及欧姆定律可以求出电压表内阻．

解答 解：（1）④使用多用电表时，不论测量什么，电流都是从红表笔进，黑表笔出；由于欧姆表内部正极接在黑表笔上，所以黑表笔应接电压表的正极，红表笔应接电压表的负极；
⑤测量电阻时，指针指在中央刻度附近，指针偏角太大或太小时，要重新选当，然后欧姆调零后再测量，读数等于指针示数与倍率的乘积，
故答案为：欧姆调零、3000  
（2）根据电路图连接实物图如图所示：

由电路图可知，首先闭合S1，则电压表与定值电阻串联，读出电压表的示数U1；再闭合S2，R0被短路，电压表测量电源电压，此时电压表的读数为U2，则该电源的电动势E=U2．
根据串联电路分压特点可得，只闭合S1时，R0两端电压U0=E-U1=U2-U1，此时电流为I1=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$
则电压表内阻R3=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}_{0}$
故答案为：（1）④负；⑤欧姆调零，3000
（2）；$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}_{0}$

点评 欧姆表示数等于指针所指表盘示数乘以欧姆表的倍率；分析清楚电路结构，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确求出电压表内阻的关键．

练习册系列答案
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