Question

一只電壓表的量程為1.0V，現(xiàn)要將它改裝成量程為3.0V的電壓表，并且用另一個量程為3.0V的精確的電壓表對它進行校對．
（1）為了知道要改裝的電壓表的內(nèi)阻，某同學采用了如圖1所示的電路，用“半偏法”來測電壓表的內(nèi)阻，請你完成他的實驗步驟：
①先將滑動片P移到______（填“最左端”、“中間”或“最右端”），將電阻箱R阻值調(diào)到零，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動片P，使電壓表的指針滿偏，即指到1.0V處；
②保持______不變，調(diào)整電阻箱R的值，使電壓表的示數(shù)指在______V，則此時電阻箱的阻值就可以認為等于電壓表的內(nèi)阻．
用此電路測出的電壓表的內(nèi)阻要比實際值______（填“偏大”、“偏小”），為了減少誤差，滑動變阻器R的阻值應盡量取______（填“大”或“小”）一點．
（2）若測出電壓表的內(nèi)阻為900Ω，則將它改裝成量程3.0V的電壓表時，可以將一個電阻箱與它______（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），電阻箱的阻值取為______Ω．
（3）在對該電壓表進行校對時，該同學已經(jīng)選擇了如圖2所示的器材，請你將這些器材連接成所需的測量電路．（其中A為量程1.0V的電壓表，B為量程為3.0V的精確的電壓表）

Answer 1

【答案】分析：（1）滑動變阻器采用分壓接法，為保證電路安全，閉合開關(guān)前，分壓電路分得的電壓應最小，為零，根據(jù)電路圖確定滑片的位置；采用半偏法測電表內(nèi)阻時，先調(diào)節(jié)滑動變阻器使電表滿偏，然后保存滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電表半偏，此時電阻箱阻值等于電表內(nèi)阻．根據(jù)串并聯(lián)電路的特點分析實驗誤差．
（2）把小量程電壓表改裝成大量程電壓表，應給電壓表串聯(lián)一個電阻，應用串聯(lián)電路特點求出串聯(lián)電阻阻值．
（3）校對改裝的電壓表，電壓表示數(shù)應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，改裝電壓表與標準電壓表并聯(lián)，據(jù)此作出實驗電路圖．
解答：解：（1）①為保證電路安全，閉合開關(guān)時分壓電路分壓應該為零，由電路圖可知，閉合開關(guān)前先將滑動片P移到最右端；將電阻箱R阻值調(diào)到零，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動片P，使電壓表的指針滿偏，即指到1.0V處；
②保持滑片P位置不變不變，調(diào)整電阻箱R的值，使電壓表的示數(shù)為滿刻度的一半，阻值指在電壓表0.5V，則此時電阻箱的阻值就可以認為等于電壓表的內(nèi)阻．由電路圖可知，在調(diào)節(jié)電阻箱阻值時，電壓表所在支路電阻變大，分壓電路分壓變大，大于調(diào)節(jié)電阻箱阻值前的電壓，而電壓表示數(shù)半偏，則電阻箱兩端電壓大于電壓表兩端電壓，由串聯(lián)電路特點可知，串聯(lián)電路電阻越大，兩端電壓越大，應從電阻箱阻值大于電壓表內(nèi)阻，我們認為電壓表內(nèi)阻等于電阻箱阻值，所以此電路測出的電壓表的內(nèi)阻要比實際值偏大；滑動變阻器阻值R越小，電壓表滿偏時分壓電路電壓變化越小，實驗誤差越小，因此為了減少誤差，滑動變阻器R的阻值應盡量取小一點．
（2）把量程為1V的電壓表改裝為量程為3V的電壓表，應該電壓表串聯(lián)一個電阻，由串聯(lián)電路特點可知，電壓表滿偏時，串聯(lián)電阻電壓是2V，是電壓表電壓的兩倍，由串聯(lián)電路特點可知，串聯(lián)電阻阻值應該是電壓表內(nèi)阻的2倍，電壓表內(nèi)阻為900Ω，則串聯(lián)電阻阻值應該為900Ω×2=1800Ω．
（3）電壓表與電阻箱串聯(lián)組成改裝后的電壓表，滑動變阻器采用分壓接法，標準電壓表與改裝后的電壓表并聯(lián)，對改裝電壓表校對的實驗電路如圖所示．
故答案為：（1）①最右端；②滑片P位置；0.5；偏大；�。唬�2）串聯(lián)；1800；（3）電路圖如圖所示．

點評：本題考查了半偏法測電壓表內(nèi)阻的實驗步驟、實驗誤差分析、設計實驗電路等問題；要掌握半偏法測電表內(nèi)阻的原理、減小實驗誤差的措施．