Question

1．測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
（Ⅰ）待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3KΩ）
（Ⅱ）電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只
（Ⅲ）電池組（電動勢為3V，內(nèi)阻不計(jì)）
（Ⅳ）滑動變阻器一個
（Ⅴ）變阻箱（0-9999Ω）一個
（Ⅵ）開關(guān)和導(dǎo)線若干
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)了如圖甲、乙兩個實(shí)驗(yàn)電路．為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認(rèn)為其中相對比較合理的是乙（填“甲”或“乙”）電路．
②若用乙電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，
a．閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和電阻箱的阻值R（填上文字和符號）；
b．（單選題）選擇下面坐標(biāo)軸，作出相應(yīng)的直線圖線A
（A）$\frac{1}{U}$-R   （B）U-R
c．設(shè)直線圖象的斜率為k、截距為b，則待測電壓表內(nèi)阻表達(dá)式R_v=$\frac{k}$（用k，b表示）

Answer 1

分析 ①圖甲電路由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，從而知道通過電流表的電流太小，以至于無法讀出電流值，而采用乙圖可以較準(zhǔn)確測出電壓表的內(nèi)阻．
②由于電源的內(nèi)阻不計(jì)，實(shí)驗(yàn)時需要測出電壓表示數(shù)與對應(yīng)的電阻箱阻值．應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，圖象為直線最簡單，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電壓與電阻箱阻值關(guān)系，然后作出合適的圖象．根據(jù)函數(shù)表達(dá)式求出斜率k與截距b的表達(dá)式，然后求出電壓表內(nèi)阻．

解答 解：①其中相對比較合理的是乙電路，因?yàn)榧讏D中電壓表的內(nèi)阻大，流過電流表的電流太�。�電流表能讀數(shù)時指針應(yīng)在滿刻度的$\frac{1}{3}$以上才行），讀數(shù)誤差比較大；而乙圖誤差較�。�
②a、選用圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和電阻箱阻值R．
b、待測電壓表內(nèi)阻約為3KΩ，電源內(nèi)阻不計(jì)，由閉合電路歐姆定律可得：E=U_V+IR=U+$\frac{U}{{R}_{V}}$R，則：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{E{R}_{V}}$R
應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，應(yīng)作出$\frac{1}{U}$-R圖象，故選：A．
c、由$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{E{R}_{V}}$R知：$\frac{1}{U}$-R圖象的斜率 k=$\frac{1}{E{R}_{V}}$，截距為 b=$\frac{1}{E}$
聯(lián)立解得：R_V=$\frac{k}$．
故答案為：①乙；②a．電阻箱的阻值R；b．（A） c．$\frac{k}$．

點(diǎn)評 遇到電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，首先要明確電路的連接情況，然后根據(jù)歐姆定律或閉合電路歐姆定律列方程求解即可．