题目内容

16．利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻Rv（约为300Ω）． 某同学的实验步骤如下：
（1）按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合电键S2，并将电阻箱R0的阻值调到较大；
（2）闭合电键S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度；
（3）保持电键S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开电键S2，调整电阻箱R0的阻值大小，使电压表的指针指到满刻度的二分之一；读出此时电阻箱R0=298Ω的阻值，则电压表内电阻RV=298Ω．
（4）实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱（最大阻值999.9Ω）、电池（电动势约1.5V，内阻可忽略不计）、导线和电键之外，还有如下可供选择的实验器材：
A．滑动变阻器：最大阻值200Ω    
B．滑动变阻器：最大值阻10Ω
C．定值电阻：阻值约20Ω         
D．定值电阻：阻值约200Ω
根据以上设计的实验方法，回答下列问题．
①为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R应选用B，定值电阻R'应选用C（填写可供选择实验器材前面的序号）．
②对于上述的测量方法，从实验原理分析可知，在测量操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值R测大于真实值RV （填“大于”、“小于”或“等于”），这误差属于系统误差（填”偶然”或者”系统”）．

分析 （1）实验原理是半偏法测电阻，当变阻器以分压式接入电路时，需要注意滑片的位置，确保滑片与a端电压为零；当闭合开关S1时调节滑片，使电压表满偏，再断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值大小，使电压表的指针指到满刻度的一半．由于Rv约为300Ω，再加之滑动变阻器分压式接入，所以滑动变阻器的阻值要偏小．
（2）从实验原理分析可知，当再断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值，从而使得干路电流减小，路端电压变大，滑动变阻器两端电压变大，当电压表示数为一半，而电阻箱R0的电压稍大于电压表电压，由串联电路知识可得，测电阻偏大．

解答 解：（3）由实验原理可知，电压表内阻与电阻箱的阻值相等，故电压表内阻为298Ω；
（4）①该实验中，滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，即选择B；定值电阻起保护作用，因电源电动势为1.5V，若保护电阻太大，则实验无法实现，故定值电阻应选用C； 
 ②从实验原理分析可知，当再断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值，当电压表半偏时，闭合电路的干路电流将减小，故内电压降低，路端电压升高，从而使得滑动变阻器并联部分两端电压变大，即使电压表示数为一半，而电阻箱R0的电压超过电压表电压，导致所测电阻也偏大，所以测量电阻大于真实电阻；
本误差是由实验原理造成的，属于系统误差；  
 故答案为：（3）298；（4）①B，C；②大于，系统

点评 本题考查半偏法测电阻，要注意明确实验原理，要注意其实电压表就是能读出电压的电阻，通过电压半偏法来测量电阻的阻值，明确会测量过程中的误差．

练习册系列答案
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