Question

4．某同學(xué)要測量一電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：
A．待測電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）
B．定值電阻R₀（內(nèi)阻2kΩ）
C．電池組E（電動勢略小于3V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）
D．多用電表
E．開關(guān)S₁．S₂，導(dǎo)線若干．

（1）該同學(xué)想利用多用電表粗測電壓表的內(nèi)阻，請將以下主要操作步驟補(bǔ)充完整；
①對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零
②將選擇開關(guān)撥到“×1k”的歐姆檔上；
③將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零；
④將圖甲中多用電表和電壓表連接，其中紅表筆應(yīng)接電壓表的負(fù)極（填“正”、“負(fù)”）；
⑤正確連接后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，換用“×100”的歐姆檔，先歐姆調(diào)零，再次測量，多用表刻度盤上的指針位置如圖乙所示，測量結(jié)果是3000Ω．
（2）為了更精確測出此電壓表的內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖．請?jiān)趫D丁上畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)物連接．該同學(xué)首先閉合S₁，讀電壓表示數(shù)U₁；再閉合S₂，讀電壓表示數(shù)U₂，則電壓表內(nèi)阻R₃=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}_{0}$（用U₁，U₂，R₀表示）

Answer 1

分析 （1）使用多用電表時，不論測量什么，電流都是從紅表筆進(jìn)，黑表筆出；測量電阻時，指針指在中央刻度附近，讀數(shù)較準(zhǔn)確，讀數(shù)等于指針示數(shù)與倍率的乘積；
（2））分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟求出電源電動勢，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電壓表內(nèi)阻．

解答 解：（1）④使用多用電表時，不論測量什么，電流都是從紅表筆進(jìn)，黑表筆出；由于歐姆表內(nèi)部正極接在黑表筆上，所以黑表筆應(yīng)接電壓表的正極，紅表筆應(yīng)接電壓表的負(fù)極；
⑤測量電阻時，指針指在中央刻度附近，指針偏角太大或太小時，要重新選當(dāng)，然后歐姆調(diào)零后再測量，讀數(shù)等于指針示數(shù)與倍率的乘積，
故答案為：歐姆調(diào)零、3000  
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示：

由電路圖可知，首先閉合S₁，則電壓表與定值電阻串聯(lián)，讀出電壓表的示數(shù)U₁；再閉合S₂，R₀被短路，電壓表測量電源電壓，此時電壓表的讀數(shù)為U₂，則該電源的電動勢E=U₂．
根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可得，只閉合S₁時，R₀兩端電壓U₀=E-U₁=U₂-U₁，此時電流為I₁=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$
則電壓表內(nèi)阻R₃=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}_{0}$
故答案為：（1）④負(fù)；⑤歐姆調(diào)零，3000
（2）；$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}_{0}$

點(diǎn)評 歐姆表示數(shù)等于指針?biāo)�指表盤示數(shù)乘以歐姆表的倍率；分析清楚電路結(jié)構(gòu)，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律是正確求出電壓表內(nèi)阻的關(guān)鍵．