Question

實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大，可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián)。現(xiàn)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
①待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ待測）一只；
②電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只；
③電池組（電動勢約為3V，內(nèi)阻不計）；
④滑動變阻器一個；
⑤變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個；
⑥開關(guān)和導(dǎo)線若干。
某同學(xué)利用上面所給器材，進行如下實驗操作：

（1）該同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認(rèn)為其中相對比較合理的是      （填“甲”或“乙”）電路。
（2）用你選擇的電路進行實驗時，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和                    （填上文字和符號）；
（3）由所測物理量選擇下面適當(dāng)坐標(biāo)軸，能作出相應(yīng)的直線圖線，最方便的計算出電壓表的內(nèi)阻：

A．

B．

C．

D．

（4）設(shè)直線圖像的斜率為、截距為，請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式＝             。

Answer 1

① 乙  ②變阻箱的阻值R③C④b/k

試題分析：①本題通過作圖像求電壓表的電阻，如果用甲圖，由于電壓表內(nèi)阻很大，調(diào)整滑動變阻器過程中，整個電路的電流變化范圍不大，測量數(shù)據(jù)較少，實驗誤差較大；如果用乙圖，由于變阻箱電阻調(diào)節(jié)范圍較大，電流變化范圍較大，可以測量較多的數(shù)據(jù)，所畫的圖像誤差較小，所以用乙圖測量。②測量原理為：E=U+IR=U+UR/R_V，1/U=R/ER_V+1/E，則截距為b=1/E，斜率為k=1/ER_V，則需要測量的量為電壓表的電壓U和變阻箱的電阻R。③據(jù)1/U=R/ER_V+1/E，需要做1/U-R圖象。④據(jù)以上分析，R_V=1/kE=b/k。