姓名:陈庆伟 信阳高级中学 我的作品集 实验七:伏特—伏特法测电阻 如果已知电压表的内阻,则可以把它当成电流表、电压表和固定电阻使用。 1.理想电压表的内阻为无穷大,但是实际的电压表却不是这样。现需测量一只量程为0~3V、内阻约3kΩ的电压表。实验室现有以下设备: A.待测电压表V1:量程为0~3V,内阻约3kΩ B.电压表V2:量程为0~6V,内阻约6kΩ C.滑动变阻器R1:最大值20Ω,额定电流1AD。固定电阻器R0E。 电源:电动势6V,内阻约1ΩF.开关一个,导线数根 (1)利用以上设备,设计如图A所示的测量电路,请按图所示电路连接图B中的实验仪器; (2)请根据电路写出测量电压表V1内阻RV的表达式,并指出表达式中各物理量的意义: (3)正确连接电路后,闭合开关S,不断调整滑动变阻器R1的滑块位置,记录多组电压表V1、V2的读数,画出如图C所示的U2U1图形,设R0=1480Ω,则图形上的数据表明RV=Ω。 【答案】见分析,式中U1、U2分别为电压表V1、V2的读数,R0为固定电阻的阻值2 960 【分析】(1)实物图如图所示连接;(2)根据欧姆定律可知,得,式中U1、U2分别为电压表V1、V2的读数,R0为固定电阻的阻值;(3)由电路的电压关系可知,从图中可知,斜率为,若,则。
2、用以下设备测量待测电阻器的阻值,设备(代号)及规格如下:A.电压表V1(量程3V,内阻r1约10kΩ);B.电压表V2(量程4.5V,内阻r2约20kΩ);C.电压表V3(量程15V,内阻r3约30kΩ);D.待测电阻器Rx(阻值约60Ω)E.固定电阻器R0=30Ω;F.滑动变阻器R1(最大阻值5Ω); G.滑动变阻器R2(最大阻值200Ω) H.电源E(电动势约为6V,内阻r约为1Ω); I.单刀单掷开关S、若干根导线。 (1) 某学生设计了一个实验电路,测量如图所示的电阻Rx。滑动变阻器R应选择为_____(选择“R1”、“R2”);为保证测量时的误差尽量小,M电压表应选择为(选择“V1”或“V2”或“V3”)。 (2) 设M、N表的读数分别为2.75V和4.20V,则Rx=(保留两位显著数字)。 (3) 考虑到本次测量存在一定的系统误差,测得的值比真实值(选择“大”或“小”)。 【答】太小 【解析】 (1) 由于滑动变阻器R应选择为_____(选择“R1”、“R2”);为保证测量时的误差尽量小,M电压表应选择为(选择“V1”或“V2”或“V3”)。 (2) 设M、N表的读数分别为2.75V和4.20V,则Rx=(保留两位显著数字)。 (3) 考虑到本次测量存在一定的系统误差,测得的值比真实值(选择“大”或“小”)。 【答】太小变阻器采用分压式半偏法测电流表内阻原理,为了使测量尽量准确物理资源网,也为了便于调整总电阻较小的滑动变阻器,选用R1;由于R0与Rx串联半偏法测电流表内阻原理,电源E的电动势约为6V,所以M电压表应选用电压表V1(量程3V),N电压表应选用电压表V1(量程4.5V);(2)根据串联分压等电流的特点和电路,可得答案;(3)由于M电压表的分流作用,导致流过R0的电流大于流过Rx的电流,测得的数值比真实值要小,实际值太小; 3、实验室提供如下设备: A.电压表V1:量程9V,内阻r1约4.5kΩ(待测量) B.电压表V2:量程2V,内阻r2=4kΩ C.电流表A:量程3A,内阻RA约0.2Ω D.定值电阻器R1:阻值R1=1.2kΩ E.定值电阻器R2:阻值R2=2Ω F.滑动变阻器R:阻值约0~10Ω G.电源:电动势约12V,内阻约0.5Ω H.单刀单掷开关1个,导线若干根。为更准确测量r1,电表的读数不得小于其满量程的一半。 请回答以下问题: (1)如果已选择A、F、G、H,则需从B或C中选择一个。您应该选择(B或C)。 若 D 或 E 中已选一项,则应选择(D 或 E)。(2)使用选定的设备在虚线框内绘制测量电路原理图。
【答案】BD 【解析】(1)本题中电压表V1能显示自身的电压U1,因此需要一只量程合适的电流表。电压表V1所能通过的最大电流在100左右,因此不能选用量程为3A的电流表;电压表V2:量程2V,内阻r2=4kΩ,可以当电流表用,它的量程为0.5mA,用电压表V2测量电压表V1的电流,量程太小,必须扩量程。电压表V2并联固定电阻R1=1.2kΩ,换算成电流表的量程为I=0.5mA+(2÷1.2)mA=2.17mA,与电压表V1所能通过的最大电流2mA非常兼容,因此选用BD; (2)考虑到需要测量多组数据和电流表的安全性,由于r1约为4.5kΩ,远大于10Ω,因此应将滑动变阻器R接成分压方式,扩量程后的电流表测量电压表V1的电流。测量原理图如图4所示。小明探究小灯泡L(“3V,1.5W”)的伏安特性曲线。备用设备有:电压表V1(0~3V,内阻Rv1=3kΩ),电压表V2(0~15V,内阻Rv2很大),电流表A1(0