题目内容

1.要测量一个量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.010)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用“×100”挡且操作方法正确.若这时刻度盘上的指针 位置如图①所示,则测量的结果是3000Ω.
(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图②、③所示的实验电路,你认为其中较合理的电路图是③.
(3)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:闭合k1,再闭合k2,读得电压表为${U}_{1}^{\;}$;断开k2读得电压表示数为${U}_{2}^{\;}$;;用上述所测量的符号表示电压表的内阻Rv=$\frac{{U}_{2}^{\;}.R}{{U}_{1}^{\;}{-U}_{2}^{\;}}$.

分析 本题的关键是根据电流表与电压表的改装原理,通过电压表的电流非常小,这样若3A量程电流表与电压表串联时,因电流表的示数非常小而不能正常读数.

解答 解:(1)刻度盘上指针测量结果为R=30×100Ω=3000Ω
(2)因甲图中电流表的示数太小,误差太大,乙图中R的阻值与电压阻值接近,误差小,故较合理的电路图是③.
(3)实验步骤:①闭合${S}_{1}^{\;}$,再闭合${S}_{2}^{\;}$,读得电压表示数为${U}_{1}^{\;}$,由于电源内阻不计,故电源电动势为${U}_{1}^{\;}$;②断开${S}_{2}^{\;}$,读得电压表示数为${U}_{2}^{\;}$,根据闭合电路欧姆定律可以解出电压表${R}_{V}^{\;}$.
由步骤①有${U}_{1}^{\;}$=E,由步骤②根据闭合电路欧姆定律有${U}_{2}^{\;}$=E-$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{V}^{\;}}R$,两式联立解得${R_v}=\frac{U_2}{{{U_1}-{U_2}}}R$
故答案为:(1)3000;(2)③;(3)闭合k1,再闭合k2,读得电压表为${U}_{1}^{\;}$;断开k2读得电压表示数为${U}_{2}^{\;}$;  $\frac{{U}_{2}^{\;}.R}{{U}_{1}^{\;}{-U}_{2}^{\;}}$

点评 本题因电流表量程是3A,故不能将电流表与电压表串联使用,但若电流表量程是几百微安或毫安时也可以与电压表串联使用,此即电表的反常规接法.

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