Question

10．用圖甲、乙兩個(gè)電路分別測(cè)一個(gè)電壓表的內(nèi)電阻．部分備選器材數(shù)據(jù)如下：
待測(cè)電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約為1KΩ；
電源電動(dòng)勢(shì)為5V，
電流表A₁，量程10mA，內(nèi)阻未知，
電流表A₂，量程0.6A，內(nèi)阻未知，
定值電阻R₁=100Ω，R₂=500Ω，R₃=1000Ω；
滑動(dòng)變阻器R₄=10Ω，R₅=1000Ω，

（1）采用圖甲電路，從下面所列步驟中選出合理的步驟，按順序排列為bedc．
a．將變阻器滑動(dòng)觸頭移到b端，閉合電鍵；
b．將變阻器滑動(dòng)觸頭移到a端，閉合電鍵；
c．保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，調(diào)電阻箱阻值使電壓表指針偏轉(zhuǎn)滿(mǎn)刻度一半，同時(shí)記下電阻箱阻值為R₀；
d．調(diào)滑動(dòng)變阻器使電壓表指針偏轉(zhuǎn)滿(mǎn)刻度；
e．將電阻箱阻值調(diào)到零；
按上述步驟得出電壓表內(nèi)電阻的測(cè)量值等于R₀，為減小誤差，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₄．
（2）采用圖乙電路，要求兩表示數(shù)適當(dāng)，能盡量多取數(shù)據(jù)，電流表應(yīng)選A₁，定值電阻R應(yīng)選R₂．按所測(cè)U、I值畫(huà)出U-I圖線(xiàn)，得出圖線(xiàn)斜率為k，用斜率k和定值電阻R表示，測(cè)得電壓表內(nèi)阻為$\frac{kR}{R-k}$．
（3）采用乙電路的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)按乙電路將如圖丙實(shí)驗(yàn)器材連成實(shí)驗(yàn)電路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示及實(shí)驗(yàn)原理可明確實(shí)驗(yàn)的方法和步驟；從而求得電阻的測(cè)量值；并選擇滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路及實(shí)驗(yàn)原理可明確電流表及定值電阻的選擇；根據(jù)伏安特性曲線(xiàn)的性質(zhì)可得出所測(cè)量的內(nèi)阻；
（3）根據(jù)乙原理圖，根據(jù)實(shí)物圖的連接方法即可連接實(shí)物圖．

解答 解：（1）由題意可知，本實(shí)驗(yàn)采用半偏法測(cè)量，；再需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使輸出電壓為0，即滑片應(yīng)滑到a端；調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱接入電阻為零；閉合開(kāi)關(guān)，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，慢慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表達(dá)滿(mǎn)偏，然后調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表達(dá)滿(mǎn)量程的一半；則可得出電壓表的內(nèi)阻等于電阻箱的示數(shù)R₀；因電動(dòng)勢(shì)較小，為了實(shí)驗(yàn)中易于調(diào)節(jié)，并減小誤差，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₄；
（2）因電壓表內(nèi)阻較大，故電流較小，因此電流表選擇小量程的A₁；因電壓表內(nèi)阻約為1KΩ；為了增大電流，應(yīng)選擇小電阻來(lái)分流，根據(jù)量程可知，電流增大來(lái)電壓表電流的3倍即可，故定值電阻可以選擇R₂；
由U-I圖象的性質(zhì)可知，圖象的斜率表示總電阻，即：$\frac{{R}_{V}R}{R+{R}_{V}}$=k；
解得：R_V=$\frac{kR}{R-k}$；
（3）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
故答案為：（1）bedc；R₀；R₄；  （2）A₁；R₂；$\frac{kR}{R-k}$
（3）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查半偏法測(cè)量電壓表內(nèi)阻的方法，要注意根據(jù)題意明確實(shí)驗(yàn)原理，并能得出對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律．