题目内容

11．现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：
电源（电动势约为6V，内阻不计）
电压表V1（量程2.5V，内阻约为2.5kΩ）
电压表V2（量程3V，内阻约为10kΩ）
电阻箱R0（最大阻值9999.9Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为3kΩ）
滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）
单刀双掷开关一个．导线若干．
（1）在图1中完成测量原理电路图的练习；
（2）电路中应选用的滑动变阻器R1（选填“R1”、“R2”）；
（3）按照下列实验步骤进行实验：
①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；
②闭合开关，将电阻箱调到6kΩ，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为1.60V，电压表V2的示数为2.40V；
③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，在将电阻箱调到2kΩ，此时电压表V1的示数如图2，其示数2.10V，电压表V2的示数为1.40V；
（4）根据实验数据，计算得到电源的电动势为5.60V，电压表V1的内阻为2.5kΩ，电压表V2的内阻为10kΩ．

分析 （1）明确实验原理，分析给出的实验仪表，从而确定对应的实验原理图；
（2）分析电表内阻以及电阻箱的使用，从而确定变阻器采用限流接法时应采用大电阻；
（3）根据电压表量程分析最小分度，从而确定读数；
（4）根据串并联电路的规律进行分析，对两种情况进行列式，联立求出电表内阻，再根据闭合电路欧姆定律进行分析，从而确定电源的电动势．

解答 解：（1）由题意可知，本实验需要测量电压表内阻和电源的电动势，故应采用电阻箱与电压表组合进行测量；电源的电动势为6V，而两电压表量程均较小，因此采用电压表V2与电阻箱并联，再与电压表V1串联的方式进行测量；电路图如图所示；
（2）因电压表内阻以及电阻箱使用电阻均较大，所以变阻器应采用总阻值较大的R1；
（3）电压表量程为2.5V，最小分度为0.1V，故电压表示数为2.50V；
（4）根据（3）中数据可知：
$\frac{{U}_{2}}{R}+\frac{{U}_{2}}{{R}_{v2}}=\frac{{U}_{1}}{{R}_{v1}}$
$\frac{U{′}_{2}}{R′}$+$\frac{U{′}_{2}}{{R}_{v2}}$=$\frac{U{′}_{1}}{{R}_{v1}}$
代入数据可得：
$\frac{2.40}{6000}$+$\frac{2.40}{{R}_{V2}}$=$\frac{1.60}{{R}_{v1}}$
$\frac{1.40}{2000}$+$\frac{1.40}{{R}_{V2}}$=$\frac{2.10}{{R}_{v1}}$
联立解得：RV1=2500Ω=2.5KΩ；
RV2=10KΩ
利用闭合电路欧姆定律可知，U1+U2=E-$\frac{{U}_{1}}{{R}_{v1}}$（Rr+r）
U1'+U2'=E-$\frac{{U′}_{1}}{{R}_{v1}}$（Rr+r）
代入数据联立解得：E=5.60V；
故答案为：（1）如图所示；（2）R1；（3）2.10；（4）5.60；2.5；10．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，同时加入了电压表内阻的实验，属于探究性的实验，要求能准确分析实验电路，明确实验原理，从而确定对应的电路图，同时注意明确闭合电路欧姆定律以及串并联电路的规律的应用．

练习册系列答案
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B．T1＞T2＞T3
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