Question

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有如下器材：
電流表G（滿(mǎn)偏電流300μA，內(nèi)阻100Ω ）
電流表A₁（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω ）
電壓表V₁（量程為2V，內(nèi)阻約為2000Ω）
電阻箱R₁（阻值范圍0～9999Ω）
電阻箱R₂（阻值范圍0～999.9Ω）
滑動(dòng)變阻器R₃（最大阻值為100Ω）
滑動(dòng)變阻器R₄（最大阻值為100kΩ ）
電源E（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約為0.5Ω）
單刀單振開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）現(xiàn)需要將電流表G改成3V的電壓表，需要選用的電阻箱是

R

1

，其阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為

9900Ω

   與電流表G

串

聯(lián)．
（2）為了測(cè)量電壓表V₁的內(nèi)阻，要求有盡可能高的測(cè)量精度，所用電表的指針偏轉(zhuǎn)達(dá)半偏以上，并能測(cè)多組數(shù)據(jù)，請(qǐng)你從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)電路，在虛線(xiàn)方框中畫(huà)出電路的原理圖（電路原理圖中要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注．若你需用到改裝后的電壓表，則改裝后的電壓表用V表示．）
（3）電壓表V₁的內(nèi)阻R_V的計(jì)算公式為R_V=

U   1 R   2

U -U   1

，式中各符號(hào)的意義是

U

1

是電壓表

V

1

的讀數(shù)，

R

2

是電阻箱

R

2

的讀數(shù)，U是電壓表V的讀數(shù)

．

Answer 1

分析：本題（1）的關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)電阻具有分壓作用，可見(jiàn)電流表G與電阻箱串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出分壓電阻的值即可；題（2）的關(guān)鍵是由于待測(cè)電壓表的量程小于改裝后的電壓表量程，考慮將待測(cè)電壓表與電阻箱

R

2

串聯(lián)使用，再與電壓表V并聯(lián)，變阻器采用分壓式即可；題（3）的關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律計(jì)算出待測(cè)電壓表

V

1

的內(nèi)阻

R

V

的表達(dá)式即可．

解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律可得，U=

I

g

(R

g

+R)，代入數(shù)據(jù)可得R=9900Ω，所以應(yīng)選電阻箱

R

1

，即應(yīng)將表頭與阻值為9900Ω的電阻箱串聯(lián)．
（2）由于改裝后的電壓表量程大于電壓表

V

1

量程，所以可將

V

1

與電阻箱

R

2

串聯(lián)而擴(kuò)大量程，然后將它們改裝后的電壓表V并聯(lián)，又由于變阻器

R

3

的全電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示：
（3）根據(jù)歐姆定律應(yīng)有：U=

U   1

R   V

(R

2

+R

V

)
解得：

R

V

=

U   1 R   2

U -U   1

式中各符號(hào)的意義：

U

1

是電壓表

V

1

的讀數(shù)，

R

2

是電阻箱

R

2

的讀數(shù)，U是電壓表V的讀數(shù)．
故答案為：（1）

R

1

，9900，串
         （2）如圖
         （3）

U   1 R   2

U -U   1

，

U

1

是電壓表

V

1

的讀數(shù)，

R

2

是電阻箱

R

2

的讀數(shù)，U是電壓表V的讀數(shù)

點(diǎn)評(píng)：要明確串聯(lián)電阻具有分壓作用，因此要擴(kuò)大電壓表量程就應(yīng)與電阻串聯(lián)，然后根據(jù)歐姆定律計(jì)算即可．