1、C. 滑动变阻器;D. 电源(1.5V的干电池两节);E. 开关和若干导线。利用伏安法R=U/I,测量电压表示数U和电流表示数I即可,由于滑动变阻器最大阻值远小于被测内阻值,为了满足多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻,应选用滑动变阻器分压式电路,电路如图所示。例题2、 某电压表的内阻在 20k 50k 之间,现要测量其内阻。实验室提供如下器材:待测电压表 V (量程 3V ) 电流表 A 1 ( 量程 200 A) 电流表 A 2 ( 量程 50mA) 电流表 A 3 ( 量程 0.6A) 滑动变阻器 R (最大阻值 1 k ) 电源 E ( 电动势 4V) 开关、导线 所提供的电流表中,
2、应选 _( 填字母代号 ) 为减小误差,要求多测几组数据,试画出试验原理图 【 探究】:把“待测电压表 V ”看作一个电阻,且该电阻可以显示自己的电压,无需另外测量。根据欧姆定律,我们只需测出其电流即可。器材也恰恰有电流表,从理论方面讲,问题可完全解决。电流表选哪块呢?由电压表的规格可算出其满偏电流不会超过 150 A ,从精确度和电表的安全角度考虑,应选量程 200 A 的 A 1 。工作电路中的滑动变阻器应采用分压式。 电路图如图 1 所示, 2、 利用伏安法变形测量例题1、实验电路如图所示,图中E为电源(电动势为4V),R为滑动变阻器(最大阻值为),为已知定值电阻(阻值为),A为电流表(
3、量程为),V为一个有刻度但无刻度值的电压表(量程约3V,内阻约),现要测电压表V的内阻。实验步骤如下:闭合开关、,调节R的滑动触头使电压表V满偏,设满偏电压为,读出电流表A示数为,有闭合,断开,调节R的滑动触头使电压表V满偏,读出电流表A示数为,有联立式,可得电压表内阻二、 “伏伏”法测电压表的内阻“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法,这一方法的创新思维是运用电压表测电流(或算电流),此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。1、利用“伏伏”法测电压表的内阻例题1、2、利用“伏伏”法变形(1)测电压表的内阻例题1
4、、为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内阻约),实验室可以提供的器材有:电流表,量程为,内阻约;电压表,量程为,内阻约;变阻箱阻值范围为;滑动变阻器,最大阻值约为,额定电流;电源E,电动势6V,内阻约;单刀单掷开关K,导线若干。(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路,画出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确。(2)写出计算电压表V的内阻的计算公式为 。分析与解:多数考生解答此题,毫不犹豫地套用伏安法,由于没有考虑电表的量程,当然做不正确。少数考生想到待测电压表的量程为3V,内阻约,电压表中的最大电流为,认为电流表不能准确测量,但
5、由于创新能力差,也做不正确。只有极少数有“伏伏”法新理念的考生才能做正确。答案:(1)测量电压表V的内阻的实验电路如图所示。(2)电压表V的示数U,电压表的示数,电阻箱的读数。根据欧姆定律,利用通过电压表的电流与通过电阻的电流相等,算出电压表的电阻为。例题2、现有如下器材 电压表 V 1 ( 量程 3V ,内阻约几千欧 ) 电压表 V 2 ( 量程 15V ,内阻约几十千欧 ) 定值电阻 R 1 ( 3.0k ) 滑动变阻器 R ( 0 1750 ) 直流电源(电动势约 6V ,内阻不计) 开关、导线若干 要求利用上述器材测量电压表 V 1 的内阻。画出试验原理图 用已知量和直接测得的量表示电
6、压表 V 1 的内阻的表达式 r=_ 式中各直接测得量的意义 _ 【探究】:把“待测电压表 V 1 ”看作一个电阻,其电压无需另外测量。只要测量电流即可,问题是没有电流表可选择。为测电流,只能在电压表 V 2 、 定值电阻 R 1 上作文章。方案一:如图 1-1 ,将 电压表 V 1 、 V 2 直接串联,利用 V 2 的电压示数与其内阻的比值求电流,问题是不知道电压表 V 2 内阻的准确值。该方案被否定。方案二:如图 1-2 ,将 电压表 V 2 和 定值电阻 R 1 组合,用 V 2 的电压示数与 定值电阻 R 1 的比值求电流,该方案可行,但比较粗糙,误差显而易见。求得的电流与我们想要的
7、电流不相等(电压表 V 2 的分流作用)。方案三:如图 1-3 ,将 电压表 V 1 、 R 1 串接,电压表 V 2 测它们俩的电压。电压表 V 2 的示数 U 2 减去电压表 V 1 的示数 U 1 等于 定值电阻 R 1 两端的电压,这样求得的电流即是 电压表 V 1 的电流,问题解决。在考虑滑动变阻器 R 、直流电源的因素,试验原理图如图 1-4 所示。3、利用“伏伏”法变形(2)测量例题1、实验室提供的器材有:A. 电池E:电动势约6V,内阻约;B. 电压表:量程3V,内阻约为;C. 电压表:量程,内阻约为;D. 电阻箱:最大阻值,阻值最小改变量为;E. 滑动变阻器:最大阻值为;F.
8、 开关和导线若干。要求用如图所示的电路测定电压表的内阻,当开关S闭合时,调节滑动变阻器和电阻箱。根据串联电路电压分配原理有:,可得。二、利用欧姆表测量欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”,现用欧姆表测量一个内阻约为几千欧的电压表,实验中应把欧姆表选择开关调至100挡,若欧姆表的读数如图所示,则该电压表内阻阻值为。三、利用半偏法测量方法一:用如图所示电路测量量程为1V的电压表的内阻(在之间)。提供的器材还有:A. 滑动变阻器,最大阻值;B. 电阻箱,最大阻值,阻值最小改变量为;C. 电池组:电动势约6V,内阻可忽略不计;D. 导线和开关。实验方法和步骤是:
9、断开开关S,按图3连接好电路; 把滑动变阻器的触头P滑到端; 将电阻箱的阻值调到零; 闭合开关S; 调节滑动变阻器R的阻值,使电压表指针达到满偏; 调节电阻箱的阻值,使电压表指针达到半偏,读出此时电阻箱的阻值,即为电压表的内电阻的测量值。方法二:量程为3V的电压表V的内阻约为,要求测出该电压表内阻的精确值,实验中提供的器材有:A. 阻值范围为到的电阻箱;B. 开路电压约为5V,内阻可忽略不计的电源E;C. 导线若干和开关。实验电路如图所示,由于电源的电动势没有准确给出,先调节电阻箱阻值,使电压表指针指在中间刻度线,记下电阻箱的阻值,有再调节电阻箱阻值,使指针指在满偏刻度,记下电阻箱的阻值由串联分压规律:,解式得四、利用已知电动势的电源和电阻箱测量量程为3V的电压表,其内阻约为,现要求测出该电压表内阻,实验器材有:电源,电动势,内阻不计;变阻器R,阻值范围,额定电流;开关和导线若干,实验电路如图所示,由于电源的电动势准确给出,只需调节R记下阻值,读出对应的电压值U,由串联分配规律可得:。
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