Question

測量一只量程已知的電壓表內(nèi)阻，器材如下：
A．測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3KΩ）
B．電流表 （量程0.6A，內(nèi)阻0.01Ω）
C．定值電阻R（阻值2KΩ，額定電流0.5A）
D．電源E（電動勢約3V，內(nèi)阻不計）
E．開關(guān)兩只，S₁、S₂，導(dǎo)線若干
（1）某同學(xué)設(shè)計了如圖 （甲）所示的測量電路，在實驗操作時，發(fā)現(xiàn)不可行．你認(rèn)為主要問題是

電流表量程太大，而電路中電流太小，電流表沒有明顯讀數(shù)

．
（2）請從上述所給器材中選用所需器材，幫助該同學(xué)設(shè)計一個能盡量減小實驗誤差的測量電路，并在虛線框內(nèi)畫出原理圖，要求標(biāo)明給定器材的符號．用需要測量的物理量和電路中器材已給的物理量，寫出電壓表內(nèi)阻的計算式R_v=

U2R

U1-U2

．并從圖（乙）所給的器材中選出你所需要的器材，連接成實驗電路圖．

Answer 1

分析：（1）由圖甲可知，電壓表與電流表串連接入電路，根據(jù)電源電動勢及電表內(nèi)阻，
由閉合電路的歐姆定律求出電路電流，然后根據(jù)根據(jù)該電流分析答題．
（2）為了減小實驗誤差，可以把電壓表與定值電阻串連接入電路，
用開關(guān)控制定值電阻是否接入電路，然后由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出電壓表內(nèi)阻．

解答：解：（1）圖甲所示電路中，電路最大電流I=

E

RV+RA

=

3V

3000Ω+0.01Ω

≈0.001A，電路電流太小，電流表量程是0～0.6A，電流表量程太大，電流表指針偏轉(zhuǎn)不明顯，電流表沒有明顯讀數(shù)，因此圖甲所示電路不可行．
（2）電壓表與定值電阻串聯(lián)，開關(guān)S2與定值電阻并聯(lián)，實驗電路圖如圖1所示；
根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖2所示；
閉合開關(guān)S₁、S₂讀出電壓表示數(shù)U₁，電源電動勢E=U₁，
然后斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表示數(shù)U₂，定值電阻兩端電壓：
U_R=E-U₂=U₁-U₂，此時電路電流I=

UR

R

=

U1-U2

R

，
電壓表內(nèi)阻R_V=

U2

I

=

U2

U1-U2 R

=

U2R

U1-U2

；
故答案為：（1）電流表量程太大，而電路中電流太小，電流表沒有明顯讀數(shù)．
（2）實驗電路圖如圖1所示，實物電路圖如圖2所示；

U2R

U1-U2

．

點評：本題考查了實驗設(shè)計評價、設(shè)計實驗電路測電阻、連接實物電路圖等問題，實驗設(shè)計對學(xué)生來說難度較大，一定要加強(qiáng)實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)．