Question

6．現(xiàn)有一只電壓表有刻度但無(wú)刻度值，提供以下可選用的器材及導(dǎo)線若干，要求盡可能精確地測(cè)量一個(gè)電壓表的滿偏電壓U_g．
A．待測(cè)電壓表V₁，滿偏電壓約3V，內(nèi)阻R_V1=3000Ω，刻度均勻、總格數(shù)為N；
B．電流表A：量程0.6A、內(nèi)阻R_A約0.1Ω；
C．電壓表V₂：量程15V、內(nèi)阻R_V2約15kΩ；
D．標(biāo)準(zhǔn)電阻R₁=10Ω；
E．標(biāo)準(zhǔn)電阻R₂=10kΩ；
F．滑動(dòng)變阻器R₃：最大阻值100Ω，額定電流2A；
G．滑動(dòng)變阻器R₄：最大阻值2000Ω，額定電流2mA；
H．學(xué)生電源E，電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻不計(jì)；
另外開(kāi)關(guān)一個(gè)．
（1）該實(shí)驗(yàn)中定值電阻應(yīng)該選擇D；滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇；F（填序號(hào)）
（2）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)上題目中所給儀器的字母代號(hào)．
（3）測(cè)出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電壓表V₁的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可計(jì)算出滿偏電壓U_g為$\frac{NU{R}_{V1}}{（{R}_{2}+{R}_{V1}）n}$（用字母表示），式中除題目已給的物理量外，其他字母符號(hào)表示的物理量物理意義是標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₂的讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1、2）根據(jù)題意及給出的儀表進(jìn)行分析，得出應(yīng)選擇的儀器；明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用的接法及電路圖；
（3）根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖，利用歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律可得出滿偏電壓值．

解答 解：（1、2）待測(cè)電壓表內(nèi)阻已知，若能求出電路中的電流即可明確其不同刻度處時(shí)的電壓，根據(jù)格數(shù)即可求得滿偏電壓值；因電壓表中允許通過(guò)的電流較小，不能用用讓其與待測(cè)電流表相串聯(lián)，故只能用電壓表V₂并聯(lián)的方式測(cè)出電壓值，而V₂量程過(guò)大，故應(yīng)串聯(lián)一保護(hù)電阻；原理圖如圖所示；由于電壓表內(nèi)阻較大；故選擇D（R₂）；
由題目要求可知，應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；故滑動(dòng)變阻器選擇F；電路如圖所示；

（3）若V₂示數(shù)為U，則流過(guò)V₁的電流I=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{V1}}$；
待測(cè)電壓表的示數(shù)為：IR_V1=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{V1}}$R₁；
故滿偏電壓Ug=$\frac{NU{R}_{V1}}{（{R}_{2}+{R}_{V1}）n}$；其中U是直流電壓表V的指針指到第n格時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₂的讀數(shù)
故答案為：（1）如圖所示；（2）$\frac{NU{R}_{V1}}{（{R}_{2}+{R}_{V1}）n}$；標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₂的讀數(shù)

點(diǎn)評(píng) 本題為探究型實(shí)驗(yàn)，要注意根據(jù)題意明確實(shí)驗(yàn)原理，注意所給儀器的正確使用，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題非常關(guān)鍵．