(2005?東城區(qū)三模)一位同學設(shè)計了如圖所示的電路來測電壓表的內(nèi)阻R,電壓表的量程為50mV,內(nèi)阻約為50Ω.其實驗的方法是:①將電鍵S1閉合、S2斷開,調(diào)節(jié)滑動變阻器R使得電表的指針達到滿偏;②保持變阻器R的阻值不變,再將電鍵S2閉合,調(diào)節(jié)電阻箱R1,使得電表的指針指在刻度盤的中央;③可以認為電阻Rx=R1
(1)實驗中調(diào)整電阻箱達到實驗要求時,電阻箱的各個旋鈕的位置如圖所示,待測電壓表的內(nèi)阻是
43.0
43.0

(2)如果電源E,電動勢為4V,下面提供最大阻值不同的四個滑動變阻器供選用,既要滿足實驗要求,又要調(diào)整方便,變阻器
C
C
(填寫阻值相應(yīng)的字母。
A.10Ω              B.100Ω
C. 6kΩ              D.20kΩ
(3)電壓表內(nèi)阻RV測量結(jié)果的相對誤差為
Rv-R1Rv
,試推導出相對誤差跟電源的電動勢E和電壓表的量程U的關(guān)系式.并估算此實驗的相對誤差(取一位有效數(shù)字).
(4)若要將此電壓表改裝為量程為3V的電壓表,應(yīng)該怎么做,畫出電路圖.
分析:本題(1)的關(guān)鍵是根據(jù)各個檔位分別讀出對應(yīng)的阻值,然后依次相加即可,注意最小分度值;(2)題的關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律和閉合電路歐姆定律算出電路中最小電阻;(3)題的關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律列出方程,然后根據(jù)相對誤差的概念解出表達式即可;(4)題的關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓作用,畫出電壓表的改裝圖,然后求出分壓電阻值即可.
解答:解:(1)電阻箱的讀數(shù)為R=4×10+3×1+0×0.1=43.0Ω
(2)由S1閉合、S2斷開,電壓表滿偏可知,電路中的最大電流應(yīng)為
I
 
max
=
U
 
V
R
 
V
=1mA,所以整個電路的最小電阻應(yīng)為
R
 
min
=
E
I
 
max
=4000Ω,所以變阻器最小阻值應(yīng)為
R
 
=4000-50=3950Ω,所以滑動變阻器應(yīng)選C.
(3)S2斷開時,應(yīng)滿足
U
R
 
V
=
E
R+
R
 
V

S2閉合時,應(yīng)滿足
U
R
 
1
R
 
V
R
 
1
+R
 
V
=
E
R+
R
 
1
R
 
V
R
 
1
R
 
V
                    
消R得
R
 
V
R
 
1
=
E
E-U
                
相對誤差 
R
 
V
-R
 
1
R
 
V
=
U
E
=1%                   
(4)改裝的電壓表電路圖如圖所示,串聯(lián)一個電阻,由歐姆定律可得   3=
50
×10
-3
 
43
×(43+R)
,解得R=2537Ω           

故答案為:(1)43.0
         (2)C
         (3)
R
 
V
-R
 
1
R
 
V
=
U
E
,1%
         (4)串聯(lián)一個2537Ω的電阻,
點評:要掌握①電阻箱的讀數(shù)方法;②通過估算選取實驗器材;③靈活運用歐姆定律和閉合電路歐姆定律.
練習冊系列答案
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