Question

2．測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
A．待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻未知）一塊
B．電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一塊
C．定值電阻（阻值5kΩ，額定電流0.5A）一個
D．電池組（電動勢小于3V，內(nèi)阻可忽略）一個
E．多用電表一塊
F．開關(guān)兩只
G．導(dǎo)線若干

有一同學(xué)利用上面所給器材，進行如下實驗操作：
（1）用多用電表進行粗測：多用電表的電阻擋有3種倍率，分別是×100Ω、×10Ω和×1Ω．該同學(xué)選擇×10Ω倍率，用正確的操作方法測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太�。疄榱溯^準(zhǔn)確地進行測量，應(yīng)選擇×100Ω倍率．換擋后，應(yīng)注意歐姆調(diào)零．若重新測量的結(jié)果如圖所示，那么測量結(jié)果大約是3KΩ．
（2）為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，該同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗電路．你認為其中較合理的是乙（選填“甲”或“乙”）電路，其理由是電壓表和電阻串聯(lián)，可以采用半偏法求解內(nèi)阻．
（3）用你選擇的電路進行實驗時，需要直接測量的物理量是k₂閉合、斷開時伏特表讀數(shù)U₁和U₂；用上述所測各量表示電壓表內(nèi)阻，其表達式應(yīng)為R_V=$\frac{U{\;}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}R$．

Answer 1

分析 使用歐姆表測電阻時，應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指在表盤中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；
分析實驗原理，明確實驗的方法，從而明確數(shù)據(jù)處理的方法．

解答 解：（1）用×10Ω擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，
說明所選擋位太小，為了較準(zhǔn)確地進行測量，應(yīng)換到×100Ω擋．然后進行歐姆調(diào)零；
由圖是表盤可知，歐姆表示數(shù)為30×100Ω=3000Ω=3kΩ．
（2）圖甲所示電路滑動變阻器與電壓表串聯(lián)接入電路，電源電動勢為3V，電壓表內(nèi)阻約為3KΩ，由于電壓表內(nèi)阻太大，電路電流很小幾乎為零，電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù)，因此甲電路不合理；電壓表和電阻串聯(lián)，可以采用半偏法求解內(nèi)阻；因此比較合理的實驗電路是乙．
（3）要直接測量的物理量是 k₂閉合、斷開時伏特表讀數(shù)U₁和U₂；
k₂閉合時，示數(shù)U₁相當(dāng)于電動勢，斷開時，二者串聯(lián)，電流相等，即$\frac{{{U}_{1}-U}_{2}}{R}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{V}}$，所以 R_V=$\frac{U{\;}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}R$
故答案為：（1）×100Ω；3KΩ；（2）壓表和電阻串聯(lián)，可以采用半偏法求解內(nèi)阻；（3）k₂閉合、斷開時伏特表讀數(shù)U₁和U₂；$\frac{U{\;}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}R$

點評 本題考查了歐姆表的使用方法，電路的選擇，要根據(jù)實際情況分析不同的電路圖誤差的原因及誤差大小，選擇最佳電路圖，難度稍大．