Question

(9分)電壓表V₁的量程為2V，內阻約為2kΩ。現要較準確測量其內阻R_V，實驗室提供的器材如下：
電流表A：量程0.6A，內阻約0．1Ω
電壓表V₂：量程5V，內阻約為5kΩ
定值電阻R₁：阻值30Ω
定值電阻R₂：阻值3kΩ
滑動變阻器R₃：最大阻值100Ω，最大電流1．5 A
電源E：電動勢6V，內阻約0．5Ω
開關S，導線若干．
(1)某同學設計了如甲圖所示的電路，擬測出電壓表V₁兩端的電壓和流過電壓表V₁的電流，再計算出R_V。該方案實際上不可行，其最主要原因是         ；
(2)請你從上述器材中選擇必要的器材，在圖乙所示虛線框中設計一個可行的實驗電路圖，并標出所選器材的相應字母代號；
(3)根據第(2)問設計的電路圖，用實驗測得的物理量表示電壓表V₁的內阻R_V=     。

Answer 1

：

（1）（3分）電壓表超量程（電壓表被燒壞）
（2）（3分）電路如圖所示。
（3）（3分） 

：由于電源電動勢6V，采用電壓表V₁和電流表串聯，方案實際上不可行，其最主要原因是：電壓表超量程。要測量電壓表內阻，可以采用伏安法。由于電壓表的量程為2V，內阻約為2kΩ，通過的最大電流大約為1mA，采用量程0.6A電流表串聯測量電流，不能讀出電流。可將待測電壓表與定值電阻串聯，用量程5V的電壓表測量二者串聯電路的總電壓，從而計算出通過待測電壓表的電流。由于電源電動勢大于電壓表量程，采用分壓電路，設計的電路如圖所示。待測電壓表中電流I=，待測電壓表內阻R_V=U_I/I，聯立解得R_V=。