Question

某同学准备测定一只量程已知的电压表的内阻，提供的器材及规格如下：

器材名称	规格
待测电压表V	量程3V，内阻约为3KΩ
电流表A	量程3A，内阻约为0.01Ω
定值电阻R	阻值2KΩ，额定电流50A
直流电源E	电动势小于3V，内阻不计
开关S1
开关S2
导线若干

（1）为了准确地测量这只电压表的阻值，请在上述提供的实验器材中按所需的器材连成正确的实验电路．
（2）按你所连接的电路，写出简要的测量步骤______．
（3）利用已知量和测出的物理量表示电压表的内阻r_V=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于电流表量程太大，该题无法应用伏安法测量电压表内阻，因此需要其他方法，由于电源内阻不计，电动势小于3V，因此可以先用电压表测量其电动势，然后然后将电压表和定则电阻并联，可以利用欧姆定律计算出电流中的电流，从而求出待测电阻．
（2）根据实验原理可知实验步骤，先测电动势，然后将电压表和定则电阻串联，计算流过电压表的电流；
（3）利用串并联知识和欧姆定律正确求解．
解答：解：（1）由于电流表量程太大，该题无法应用伏安法测量电压表内阻，因此需要其他方法，由于电源内阻不计，电动势小于3V，因此可以先用电压表测量其电动势，然后然后将电压表和定则电阻并联，可以利用欧姆定律计算出电流中的电流，从而求出待测电阻，具体电路如下所示：

根据原理图得出实物图如下所示：

（2）根据实验原理，具体实验步骤如下所示：
①闭合S₂，此时电压表测电源两端电压，电压表的读数为U₂；
②S₂断开、S₁闭合时，电压表与定值电阻串联，电压表的读数U₁，则定值电阻两端电压是U_R=U₂-U₁，此时电路电流．
故答案为：①先闭合S₁，记录电压表的读数U₁；②再断开S₁，闭合S₂，记录此时电压表读数U₂．
（3）先闭合S₁，记录电压表的读数U₁，则有E=U₁；
再断开S₁，闭合S₂，记录此时电压表读数U₂，则电阻R两端的电压为：U=U₁-U₂；
根据串联电路特点可知流过电压表的电流为：

则电压表的内阻为：

故答案为：．
点评：电学实验，变化多样，是高考考查的重点，解答的关键是明确实验原理，正确利用串并联知识求解．