Question

要測量電壓表V₁的內(nèi)阻r．現(xiàn)有如下器材：
A．待測電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約幾千歐）
B．電壓表 V₂（量程15V，內(nèi)阻約30kΩ ）
C．定值電阻 R（3.0kΩ）
D．滑動變阻器R₁（0～10Ω）
E．直流電源E（電動勢約9V，內(nèi)阻約2Ω）
F．開關(guān)S及導線若干．
（1）因為所給V₁、V₂的內(nèi)阻及定值電阻R都很大，即使它們并聯(lián)所得電阻也很大，故最大值為10Ω的滑動變阻器在電路中必須使用______接法（填“分壓”或“限流”）才能對電路起到控制作用；
（2）待測電壓表V₁兩端的電壓值可以由V₁的示數(shù)直接讀出，通過V₁的電流因缺少電流表而不能直接測量，但可以借助題中給出的定值電阻R、電壓表V₂間接測出．為了測出通過V₁的電流，甲、乙、丙三位同學分別設(shè)計了如圖所示三種電路，其中合理的是______同學設(shè)計的電路．
（3）畫出測量電壓表V₁內(nèi)阻r的完整的實驗電路圖；
（4）用已知量和直接測得量表示電壓表V₁內(nèi)阻的表達式r=______；式中各直接測得量的意義是：______．

Answer 1

（1）滑動變阻器的最大阻值僅為10Ω，電壓表V₁內(nèi)阻約為幾千歐姆，遠大于滑動變阻器最大阻值，滑動變阻器采用限流接法對電路起不到控制作用，因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法．
（2）①不知道電壓表V₂內(nèi)阻的準確值，圖甲所示電路不能測出通過電壓表V₁的電流，故電路圖甲不合理；
②圖乙所示電路中，由于電壓表V₂的分流作用，通過定值電阻的電流小于通過電流表V₁的電流，實驗誤差較大，不是很合理．
③圖丙所示電路中，通過電壓表V₁的電流與通過定值電阻的電流相等，實驗設(shè)計合理；故選用圖丙所示電路設(shè)計．
（3）由（1）可知，滑動變阻器采用分壓接法，由（2）可知，電壓表采用圖丙設(shè)計，因此實驗電路圖如圖所示．
（4）閉合開關(guān)，移動滑片到合適位置，讀出電壓表V₁示數(shù)U₁，電壓表V₂示數(shù)U₂，則定值電阻R兩端電壓U=U₂-U₁，
通過電壓表V₁的電流I=

U

R

=

U2-U1

R

，電壓表V₁內(nèi)電阻r=

U1

I

=

U1

U2-U1 R

=

U1R

U2-U1

．
故答案為：（1）分壓；（2）丙；（3）電路圖如圖所示；
（4）

U1R

U2-U1

；U₁為電壓表V₁的示數(shù)，U₂為電壓表V₂的示數(shù)．