Question

利用如圖所示的電路測量量程為3V的電壓表內阻R_V，R_V約為8kΩ，某同學的實驗步驟如下：
d．按電路圖正確連接好電路，將變阻器R1的滑片移到最右端，電阻箱的阻值調到最大；
e．合上開關S₁和S₂并調節R1，使電壓表的指針指到滿刻度；
f．合上開關S₁并打開S₂，調整電阻箱R的阻值及變阻器R₁的大小，使電壓表的指針指到滿偏的一半；
g．讀出電阻箱的阻值R，即為電壓表內阻．
在該實驗中，除滑動變阻器R₁外，其他器材均符合實驗要求，現有兩個變阻器可供選擇
變阻器A：最大阻值lkΩ，額定電流1A
變阻器B：最大阻值20Ω，額定電流2A
根據以上設計的實驗方法，回答下列問題．
（1）選用適當的變阻器為______；
（2）上述實驗步驟中，有錯誤的步驟是______，應改正______；
（3）該實驗中存在著系統誤差，設R_v的測量值為R_測，真實值為_真，則R_測______R_真 （選填“＞”“₌”或“＜”）．

Answer 1

【答案】分析：由題意及實驗步驟可知本實驗為半偏法測電壓表內阻的實驗，則根據電路的接法，利用滑動變阻器的分壓接法可知滑動變阻器的選擇及多余的步驟；由閉合電路歐姆定律可知外阻變化時使電路中電流發生了變化，故可知誤差．
解答：解：這是半偏法測電壓表的實驗，在滑動變阻器的電阻遠小于電壓表內阻時，可以認為由滑動觸頭輸出的電壓不變．閉合S₁和S₂，調節R₁，使電壓表滿偏；仍閉合S₁斷開S₂，調節電阻箱R₂，使電壓表半偏，此時電壓表和電阻箱兩端的電壓相等，電阻相等，所以讀出電阻箱的示數就得到了電壓表的內阻．不需知道R₁的大小，故C步驟中去掉變阻箱大小；
電阻箱選擇大于但接近電壓表內阻且精確度高的．
變阻器選擇遠小于電壓表內阻且額定電流大的．故滑動變阻器選B；
由滿偏調節為半偏時，外電阻增大，干路電流減小，滑動觸頭輸出的電壓增大，即電阻箱兩端電壓大于電壓表的半偏電壓，此時電阻箱電阻大于電壓表內阻，測量值大于真實值，偏大．
故答案為：（1）變阻器B      （2）步驟c    去掉“及變阻箱R₁的大小”（3）＞
點評：半偏法測電壓表內阻的實驗平時涉及較少，故該實驗要求學生能通過實驗步驟得出實驗的原理，并能通過分析電路圖得出實驗中的誤差來源，對學生要求較高，是考查學生能力的好題．