Question

測量一只量程已知的電壓表內阻，器材如下：
A．測電壓表（量程3V，內阻約3KΩ）
B．電流表 （量程0.6A，內阻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，內阻不計）
E．開關兩只，S₁、S₂，導線若干
（1）某同學設計了如圖 （甲）所示的測量電路，在實驗操作時，發現不可行．你認為主要問題是

電流表量程太大，而電路中電流太小，電流表沒有明顯讀數

．
（2）請從上述所給器材中選用所需器材，幫助該同學設計一個能盡量減小實驗誤差的測量電路，并在虛線框內畫出原理圖，要求標明給定器材的符號．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，根據電源電動勢及電表內阻，
由閉合電路的歐姆定律求出電路電流，然后根據根據該電流分析答題．
（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，
用開關控制定值電阻是否接入電路，然后由串聯電路特點及歐姆定律求出電壓表內阻．

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，電流表指針偏轉不明顯，電流表沒有明顯讀數，因此圖甲所示電路不可行．
（2）電壓表與定值電阻串聯，開關S2與定值電阻并聯，實驗電路圖如圖1所示；
根據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S₁、S₂讀出電壓表示數U₁，電源電動勢E=U₁，
然后斷開開關S₂，讀出電壓表示數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．
（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：本題考查了實驗設計評價、設計實驗電路測電阻、連接實物電路圖等問題，實驗設計對學生來說難度較大，一定要加強實驗設計能力的培養．