Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組想用“伏安法”測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材有：
A．迭層電池（電動(dòng)勢(shì)約為8V，內(nèi)電阻約為2Ω）
B．電壓表（量程為6V，內(nèi)阻約3kΩ）
C．電阻箱（阻值范圍0～999.9Ω）
D．滑動(dòng)變阻器（阻值為0～20Ω，額定電流2A）
E．滑動(dòng)變阻器（阻值為0～2kΩ，額定電流0.2A）
電鍵及導(dǎo)線若干
由于電壓表的量程小于電源的電動(dòng)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)中要把電壓表改裝為量程為9V的電壓表．他們按如圖所示的電路進(jìn)行了操作，請(qǐng)完成下列步驟中的填空．
第一步：把滑動(dòng)變阻器R₁滑動(dòng)片移到最左端，把R₂調(diào)到0
第二步：閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁，使電壓表的讀數(shù)為6V
第三步：把R₂調(diào)到適當(dāng)?shù)奈恢�，使電壓表的讀數(shù)為4V
第四步：保持R₂阻值不變，電壓表和R₂串聯(lián)，撤去其它線路，即得量程為9V的電壓表．在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，R₁應(yīng)選用D，R₂應(yīng)選用E（用器材前的大寫字母表示）．用上述改裝后的電壓表測(cè)量的電壓值小于真實(shí)值（填寫“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)原理，知道電壓表如何擴(kuò)大量程，并且根據(jù)分壓原理進(jìn)行分析，明確利用串聯(lián)電路電壓之比求出電阻之比的方法．

解答 解：電壓表原來(lái)量程為6V，要改裝成9V量程，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，電壓表內(nèi)阻與串聯(lián)電阻的比值應(yīng)為：$\frac{6}{9-6}$=2； 即分壓之比為2：1；
由第一步和第二步可知，已將電壓表示數(shù)調(diào)為6V，即滑動(dòng)變阻器左側(cè)電壓為6V，根據(jù)分壓原理可知，要使電阻箱阻值是電壓表內(nèi)阻的一半，則電壓應(yīng)為其一半，故應(yīng)將電壓表示數(shù)調(diào)至4V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的接入電阻即為電壓表內(nèi)阻的一半；
第四步，因R₁起分壓作用，故應(yīng)采用小電阻D； 根據(jù)分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)大于1.5Ω； 故R₂應(yīng)選擇E； 由于實(shí)驗(yàn)中采用與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的方式，當(dāng)接入電阻變大時(shí)，并聯(lián)部分分壓增大，因此達(dá)到電壓表示數(shù)為4V時(shí)，串聯(lián)的總電阻大于2V，因此電壓之比小于2；故滑動(dòng)變阻器接入電阻比真實(shí)需要的電阻偏大，因此電壓表分壓偏小，故在測(cè)量時(shí)其示數(shù)偏��；
故答案為：4； D； E； 偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題實(shí)質(zhì)上考查的是電表的改裝原理，而本實(shí)驗(yàn)中命題立意較新，對(duì)學(xué)生要求較高，但只要能明確實(shí)驗(yàn)原理，正確掌握串并聯(lián)電路的規(guī)律即可正確求解．