Question

18．某同學(xué)身邊有一電動(dòng)勢(shì)未知的電源和電壓表A，他想用以下器材組裝成歐姆表，并比較準(zhǔn)確的測(cè)量該電源的電動(dòng)勢(shì)和電壓表B的內(nèi)阻．現(xiàn)有下列器材：
電壓表A，滿偏電壓3V，內(nèi)阻為l kΩ
待測(cè)電壓表B，量程15V，內(nèi)阻約幾千歐
電動(dòng)勢(shì)約15V，內(nèi)阻3Ω的直流電源
最大阻值為10kΩ的滑動(dòng)變阻器R₁
最大阻值為1kΩ，的滑動(dòng)變阻器R₂

（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器R₁（填R₁或R₂）．請(qǐng)?jiān)谌鐖D1的方框內(nèi)畫出所組裝的歐姆表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖；
（2）該同學(xué)組裝完畢并進(jìn)行歐姆調(diào)零后，將待測(cè)電壓表接入電路中，兩電壓表的讀數(shù)如圖2所示，甲、乙電表讀數(shù)分別為1.00V、9.5 V；
（3）通過本實(shí)驗(yàn)測(cè)得該電源電動(dòng)勢(shì)為14V，電壓表內(nèi)阻為9.5×10³Ω．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）分析給出的儀表，明確組裝原理，再根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，從而確定電路和所選擇電阻；
（2）根據(jù)電表的量程分析最小分度，從而明確對(duì)應(yīng)的讀數(shù)；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律以及電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)電表讀數(shù)確定電流大小，從而求出待測(cè)電壓表的內(nèi)阻，再根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電動(dòng)勢(shì)的大�。�

解答 解：（1）由題意可知，要想組裝歐姆表應(yīng)采用電源和表頭串聯(lián)，由于只給出了一個(gè)3V量程的電壓表，故只能利用電壓表與電阻和電壓串聯(lián)使用；歐姆表的中值電阻等于歐姆表的內(nèi)電阻，調(diào)零時(shí)電流表應(yīng)該滿偏，因電動(dòng)勢(shì)約為15V，電壓表分壓3V，則滑動(dòng)變阻器分壓約為12V，則可知其阻值應(yīng)為電壓表內(nèi)阻的4倍，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇最大阻值為10kΩ的滑動(dòng)變阻器R₁；電路如圖所示；
（2）甲量程為3V，最小分度為0.1V，故讀數(shù)為U₁=1.00V；乙量程為15V，最小分度為0.5V，故讀數(shù)為U₂=9.5V；
（3）調(diào)零時(shí)3V電壓表電壓為3V，則電流為：I₁=$\frac{3}{1000}$=0.003A；
則有：I₁=$\frac{E}{{R}_{v}+{R}_{2}+r}$
而接入待測(cè)電壓表后：
I₂=$\frac{U′}{{R}_{V}}$=$\frac{1}{1000}$=0.01；
由閉合電路歐姆定律可知：I₂=$\frac{E}{r+{R}_{2}+{R}_{B}+{R}_{v}}$
R_B=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{9.5}{0.001}$=9.5×10³Ω
聯(lián)立以上各式解得：
E=14V；R_B=9.5×10³Ω
故答案為：（1）R₁，如圖所示；（2）1.00，9.5；（3）14，9.5×10³

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)歐姆表的理解，要注意明確閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，從而根據(jù)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析才能準(zhǔn)確求解，本題考查新穎，對(duì)學(xué)生要求較高，應(yīng)注意此類問題的分析方法．