Question

17．有一同學(xué)利用上述所給的器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作．
①用多用電表進(jìn)行粗測(cè)，多用電表電阻擋有三個(gè)倍率，分別是“×100Ω”、“×10Ω”和“×1Ω”．該同學(xué)選擇“×10Ω”倍率，用正確的操作方法測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太�。疄榱溯^準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)選用×100Ω倍率，換了倍率后應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后再進(jìn)行測(cè)量．若這時(shí)刻度盤(pán)上的指針位置如圖甲所示，那么測(cè)量結(jié)果大約是3.2kΩ．
②為了更準(zhǔn)確地測(cè)出此電壓表內(nèi)阻的大小，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙、丙所示的兩實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為其中較為合理的是丙電路，其理由是：因?yàn)橐覉D中流過(guò)電流表的電流太小，讀數(shù)誤差比較大．如果選擇此電路，應(yīng)選用怎樣的電源？?jī)?nèi)阻盡可能小的電源．
③用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要直接測(cè)量的物理量是S₂閉合前、后電壓表的示數(shù)U₁、U₂．用上面所測(cè)各量表示電壓表內(nèi)阻，其表達(dá)式為R_v=$\frac{{{R_0}{U_1}}}{{{U_2}-{U_1}}}$．

Answer 1

分析 （1）使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指在表盤(pán)中央刻度線附近；歐姆表?yè)Q擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（2）明確電路結(jié)論，知道乙圖中電流示數(shù)太小，誤差大，而丙圖采用與定值電阻串聯(lián)的方式可以有效測(cè)量；開(kāi)關(guān)2 閉合時(shí)的電壓為電動(dòng)勢(shì)，斷開(kāi)時(shí)二者串聯(lián)．
（3）根據(jù)串并聯(lián)電路進(jìn)行分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理，求出電壓表內(nèi)阻．

解答 解：①用×10Ω擋測(cè)量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，
說(shuō)明所選擋位太小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到×100Ω擋．換檔后應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零；
由圖是表盤(pán)可知，歐姆表示數(shù)為32×100Ω=3200Ω=3.2kΩ．
②如果采用電流表與電壓表串聯(lián)的方式，則電流表電流較小，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量；故可以利用電壓表與定值電阻串聯(lián)的方程，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律求解電阻；故應(yīng)選取丙電路；丙圖中R₀的阻值與電壓表阻值接近，誤差小；但由于實(shí)驗(yàn)中沒(méi)考慮電源內(nèi)阻的影響，因此為了減小誤差應(yīng)選擇內(nèi)阻較小的電源；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，本實(shí)驗(yàn)需要直接測(cè)量的物理量是：
S₂閉合、斷開(kāi)時(shí)伏特表讀數(shù)U₁和U₂；
S₂閉合時(shí)，示數(shù)U₁相當(dāng)于電動(dòng)勢(shì)，斷開(kāi)時(shí)，二者串聯(lián)，電流相等，即：$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{V}}$
所以：
R_V=$\frac{{{R_0}{U_1}}}{{{U_2}-{U_1}}}$
故答案為：①．“×100Ω”先進(jìn)行歐姆調(diào)零   3.2
②．丙     因?yàn)橐覉D中流過(guò)電流表的電流太小，讀數(shù)誤差比較大；內(nèi)阻盡可能小的電源
③．S₂閉合前、后電壓表的示數(shù)U₁、U₂     $\frac{{{R_0}{U_1}}}{{{U_2}-{U_1}}}$

點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)明確：歐姆表示數(shù)等于指針?biāo)�指表盤(pán)示數(shù)乘以歐姆表的倍率；
同時(shí)要注意正確分析清楚電路結(jié)構(gòu)，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律是正確求出電壓表內(nèi)阻的關(guān)鍵．