Question

實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無(wú)限大，可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián)．現(xiàn)要測(cè)量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
A．待測(cè)電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ待測(cè)）一只；
B．電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只；
C．電池組（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻不計(jì)）；
D．滑動(dòng)變阻器一個(gè)；
E．變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個(gè)；
F．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干．
某同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：
（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖a、圖b兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路．為了更準(zhǔn)確地測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認(rèn)為其中相對(duì)比較合理的是______（填“圖a”或“圖b”）電路．

（2）用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測(cè)量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和______（填上文字和符號(hào)）；
（3）由所測(cè)物理量選擇下面適當(dāng)坐標(biāo)軸，能作出相應(yīng)的直線(xiàn)圖線(xiàn)，最方便的計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻：______；
（A）U-I （B）

U-1

I

（C）

1

U-R

（D）U-R
（4）設(shè)直線(xiàn)圖象的斜率為k、截距為b，請(qǐng)寫(xiě)出待測(cè)電壓表內(nèi)阻表達(dá)式R_V=______．

Answer 1

（1）圖a所示電路滑動(dòng)變阻器與電壓表串聯(lián)接入電路，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電壓表內(nèi)阻約為3KΩ，由于電壓表內(nèi)阻太大，電路電流很小幾乎為零，電流表無(wú)法準(zhǔn)確讀數(shù)，因此甲電路不合理；由于電阻箱電阻最大阻值為9999Ω，改變電阻箱阻值可以改變電壓表示數(shù)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此比較合理的實(shí)驗(yàn)電路是b圖．
（2）選用圖a所示實(shí)驗(yàn)電路，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測(cè)量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和電阻箱阻值R．
（3）電壓表內(nèi)阻約為3KΩ，電源內(nèi)阻約為1Ω，相對(duì)于電壓表內(nèi)阻來(lái)說(shuō)電源內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，由閉合電路歐姆定律可得：E=U_V+IR=U+

U

RV

R，則：

1

U

=

1

ERV

R+

1

E

應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)作出

1

U

-R圖象，故選C．
（4）由

1

U

=

1

ERV

R+

1

E

可知，

1

U

-R圖象的斜率：k=

1

ERV

，截距b=

1

E

，則電壓表內(nèi)阻R_V=

b

k

；
故答案為：
（1）圖b；
（2）電阻箱的阻值R；
（3）C；
（4）

b

k

．