Question

用如图所示的仪器尽可能精确地测量电压表内阻．其中电池的电动势约 1.5V、内阻约 1Ω，待测电压表的量程是 300mV、内阻约 3kΩ，电阻箱 R₁阻值 0～9999Ω，滑动变阻器 R₂阻值 0～10Ω．
（ l ）在虚线方框内画出实验电路．
（ 2 ）将仪器实物连接成实验电路．
（ 3 ）写出仪器连接好后的实验操作步骤．
（ 4 ）仅从实验原理的角度来看，本实验中电压表内阻的测量值r_测和真实值 r_真相比______（选：A．r_测＞r _真，B．r_测＜r_真，C．r_测=r_真，D．r_测有可能大于r_真，也可能小于 r_真 ）

Answer 1

【答案】分析：（1）电压表本身是纯电阻，根据串联电路电压关系得到电阻箱的电阻等于电压表的内阻时，电阻箱的电压等于电压表的读数；
（2）滑动变阻器采用分压式接法，选小电阻，主要是当调节滑动头时，使表的读数的变化比较平滑，能够比较准确的调到某一个值；
（3）根据串并联电路电压的关系求出电阻箱的电压，算出电流，最后计算出与电阻箱串联的那只电压表的电阻值，写出方程，由结果讨论分析．
解答：解：（1）电阻箱的电阻等于电压表的内阻时，根据串并联电路电压关系得到电阻箱的电压等于电压表的读数，此时在电压几乎不变的情况下，电流变成原来的；滑动变阻器采用分压式接法，选小电阻，主要是当调节滑动头时，使表的读数的变化比较平滑，能够比较准确的调到某一个值；所以电路的设计如图甲．
（2）对照实验原理图，逐步连接实验的器材．如图乙．
（3）仪器连接好后的实验操作步骤：
A：将电阻箱的电阻调到0；
B：将滑动变阻器的滑片滑到最左端；
C：闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使得电压表达到满偏电压U；
D：保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使电压表的指针半偏；
E：读出电阻箱上的电阻值R₁，则电压表的内阻：R_V=R₁．
（4）在实验的原理中．我们假设电压表的支路分担的电压是不变的，而事实是：当电阻箱上的电阻增大时，电压表支路的电阻增大，所以并联部分的总电阻增大，并联部分分担的电压也增大，此时的电压已经大于U，所以电阻箱上分担的电压大于，所以电阻箱上的电阻：R₁＞R_V，即测量值要大于真实值．故选：A
故答案为：（1）如图甲；（2）如图乙；
（3）A：将电阻箱的电阻掉到0；
B：将滑动变阻器的滑片滑到最左端；
C：闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使得电压表达到满偏电压U；
D：保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使电压表的指针半偏；
E：读出电阻箱上的电阻值R₁，则电压表的内阻：R_V=R₁．
（4）A
点评：本题关键要知道：（1）电压表是定值电阻；（2）电阻箱的电阻等于电压表的内阻时流过它们的电流值是原来的一半，电压表的示数是原来的一半；（3）滑动变阻器采用分压式接法时选用阻值小的滑动变阻器．