Question

（2013?天津三模）實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大，可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián)．現(xiàn)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
A．待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ待測）一只；B．電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只；C．電池組（電動勢約為3V，內(nèi)阻不計）；D．滑動變阻器一個；E．變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個；F．開關(guān)和導線若干．
某同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：
①該同學設(shè)計了如圖a、圖b兩個實驗電路．為了更準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認為其中相對比較合理的是

圖b

（填“圖a”或“圖b”）電路．

②用你選擇的電路進行實驗時，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

電阻箱的讀數(shù)R

（填上文字和符號）；
③由所測物理量選擇下面適當坐標軸，能作出相應的直線圖線，最方便的計算出電壓表的內(nèi)阻：

C

；
（A）U-I   （B）U-1/I    （C）1/U-R     （D）U-R
④設(shè)直線圖象的斜率為k、截距為b，請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式R_V=

b

k

．

Answer 1

分析：①電壓表內(nèi)阻很大，串聯(lián)接入電路后電流很小，電流表示數(shù)幾乎為零，無法準確讀數(shù)，因此不能用伏安法測電壓表內(nèi)阻，應使用電壓表與電阻箱組成電路測電壓表內(nèi)阻．
②實驗時需要測出電壓表示數(shù)與對應的電阻箱阻值．
③應用圖象法處理實驗數(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．
④根據(jù)函數(shù)表達式求出斜率k與截距b的表達式，然后求出電壓表內(nèi)阻．

解答：解：①圖a所示電路滑動變阻器與電壓表串聯(lián)接入電路，電源電動勢為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，電流表無法準確讀數(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)，測出多組實驗數(shù)據(jù)，因此比較合理的實驗電路是b圖．
②選用圖a所示實驗電路，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．
③電壓表內(nèi)阻約為3KΩ，電源內(nèi)阻約為1Ω，相對于電壓表內(nèi)阻來說電源內(nèi)阻可以忽略不計，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

應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，應作出

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；
③C；
③

b

k

．

點評：本題考查了實驗電路的選擇、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理等；應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，要選擇合適的變量，使圖象為直線，圖象是直線，圖象比較直觀、易于實驗數(shù)據(jù)的處理．