Question

实际电压表内阻并不是无限大，可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程已知的电压表的内阻，器材如下：

①待测电压表（量程3V，内阻约3kΩ待测）一只，

②电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只，

③电池组（电动势约为3V，内阻约1Ω），

④滑动变阻器一个，

⑤变阻箱（可以读出电阻值，0-9999Ω）一个，

⑥开关和导线若干。

某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是       （填“甲”或“乙”）电路。

（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数U和                     （填上文字和符号）；

（3）（单选题）选择下面坐标轴，作出相应的直线图线。

（A）U—I        （B） U—1/I   （C）1/U—R      （D）U—R

（4）设直线图像的斜率为k、截距为b，请写出待测电压表内阻表达式R_V＝              。

Answer

⑴（2分）乙 ，        ⑵（2分）  电阻箱的阻值R

（3）（2分）（单选）（ C ） （4）（2分）  b/k  

【解析】由于电压表内阻约3kΩ，若电压表与电流表串联测量，则电流小于1mA，对于量程3A的电流表，指针几乎不偏转，不能准确地测出该电压表内阻的大小，电路甲不合理。对于电路乙，闭合电键S，选取电阻箱的不同阻值R，对应记录电压表的读数U，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数U和电阻箱的阻值R。由闭合电路欧姆定律，E=U+U·(R+r)，可变换成1/U=1/E+r+R，由于电压表内阻远大于电池组内阻r，可以略去r项，写成1/U=1/E+R，选择1/U—R，作出相应的直线图线。图线斜率k=，截距b=1/E，解得待测电压表内阻表达式RV＝b/k。