Question

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一電壓表，量程為5V，內(nèi)阻約為2.5kΩ．現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電源E₁（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)），電源E₂（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)），電阻箱R，滑線變阻器R₁（總阻值約15Ω，額定電流1A），滑線變阻器R₂（總阻值約150Ω，額定電流1A），開關(guān)S及導(dǎo)線若干．在既不損壞儀器又能使精確度盡可能高的條件下，請(qǐng)你根據(jù)提供的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路．
（1）在方框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的電路圖；
（2）在你設(shè)計(jì)的電路中，電源應(yīng)選______，滑線變阻器應(yīng)選______；
（3）用你設(shè)計(jì)的電路測(cè)量出的電壓表內(nèi)阻將______真實(shí)值（填等于、小于或大于）；
（4）若實(shí)驗(yàn)用的器材如圖所示，圖中已連好部分連線，在不變動(dòng)已有連線的前提下，正確完成其余連線．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于沒有電流表，不能測(cè)量電流，可采用半偏法設(shè)計(jì)電路：將待測(cè)電壓表與電阻箱串聯(lián)，變阻器采用分壓式接法．
（2）電源的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)大于電壓表的量程．變阻器接成分壓時(shí)，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選用總電阻較小的變阻器．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，分析誤差．注意并聯(lián)支路的電阻增大時(shí)，并聯(lián)總電阻增大，變阻器輸出的電壓將增大．
解答：解：（1）由于沒有電流表，不能測(cè)量電流，可采用半偏法設(shè)計(jì)電路：將待測(cè)電壓表與電阻箱串聯(lián)，變阻器采用分壓式接法，電路圖如右所示：
（2）電源的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)大于電壓表的量程，故選E₂．變阻器接成分壓時(shí)，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選用總電阻較小的變阻器，故選R₁．
（3）當(dāng)保持滑線變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱電阻變大時(shí)，電阻箱與電壓表串聯(lián)的總電阻增大，總電壓增大，所以電阻箱實(shí)際電壓大于電壓表的電壓，由于串聯(lián)，電阻箱的電阻大于電壓表的內(nèi)阻，而用電阻箱的電阻代表電壓表的內(nèi)阻，測(cè)量值將大于真實(shí)值．
4）實(shí)物連線如圖
答：（1）（2）E₂，R₁  （3）大于  （4）
點(diǎn)評(píng)：本題是一種等效替代的設(shè)計(jì)思路，是常用的半偏法．畫電路圖時(shí)，要與實(shí)物圖匹配，儀器上要標(biāo)上代號(hào)，注意這些細(xì)節(jié)，減少無(wú)謂丟分