《半偏法测电压表内阻》半偏法测电压表内阻

1填空题

现有一量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ．为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图a所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻．其中R$_1$是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R$_2$是最大阻值为20Ω的滑动变阻器．

①根据电路图连线后有如下的主要操作步骤：

1．将电阻箱的阻值调至某一确定阻值(最好为3kΩ左右)，并记下此时的电阻值R．闭合开关S$_1$和S$_2$，调节滑动变阻器R$_2$的滑动头P，使电压表的指针偏转一个较大的角度(或满刻度)，并记录此时电压表的示数U$_1$．

2．断开S$_1$，拆除电路，实验器材复原．

3．保持P的位置不变，断开S$_2$，记录此时电压表的示数U$_2$．

4．按电路图连好电路后，将滑动变阻器的滑动头P移至A端．

按本实验正确的操作步骤排序(只填写步骤前的序号)．

③根据此实验原理，电压表内阻的测量值与真实值的关系为：测量值真实值(大于填1、等于填2、小于填3)．

填空题答案仅供参考

题目答案

41321

答案解析

分析：

依据实验的原理，设计合理的步骤即可；据半偏法测电阻原理分析即可．

解答：

解：(1)据实验的操作的大体步骤：实验准备-实验操作-数据处理-整理仪器，所以本实验的操作步骤为：4132．

(2)实验操作中，断开S$_2$，当p不变时，会使电路总电阻稍微变大，总电流稍微减小，会使含电压表支路的电压稍微变大；而具体操作中认为含有电压表的支路的电压不变，即断开S$_2$，R$_1$两端的电压比U$_1$-U$_2$大，再据R_V=$\frac {U$_2$}{I}$=$\frac {U$_2$R}{U$_1$-U$_2$}$知，故会使测量值大于真实值．

故答案为：(1)4132；(2)1．

点评：

解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，掌握半偏法测电阻的原理及误差分析．

2单选题

要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用“电压半值法”，其实验电路如图所示．其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱R$_2$的最大阻值大于电压表的内电阻．先将滑动变阻器R$_1$的滑动头c调至最左端，将R$_2$的阻值调至最大，依次闭合S$_2$和S$_1$，调节R$_1$使电压表满偏，然后断开S$_2$，保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变，调节R$_2$使电压表半偏，此时R$_2$的示数即可视为电压表的内电阻值．实验室备有如下四个滑动变阻器(工作电流都没有超过允许通过的最大电流)，它们的最大阻值分别如下，为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器R$_1$应选择( )

10Ω

1kΩ

10kΩ

100kΩ

题目答案

答案解析

分析：

滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；根据实验目的与原理合理安排实验步骤；

根据串并联电路特点及欧姆定律求出待测电压表内阻，并分析实验误差．

解答：

解：要精确测量待测电压表内阻，方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，可以选用滑动变阻器R$_1$；

故选A．

点评：

测电压表内阻实验中的测量误差分析，难度较大，因此本题是一道难题．

3填空题

为了测量一个量程为3.0V的电压表的内阻R_V(约为几千欧)，采用了电压半偏法，所用的电路如图所示．

(1)可供选择的实验步骤有：

1．闭合开关S

2．将电阻箱R_0的阻值调到最大值

3．将电阻箱的阻值调到零

4．调节滑动变阻器R的阻值，使电压表的示数为3.0v

5．断开开关S

6．把滑动变阻器R的滑动触头P滑到a端

7．调节电阻箱的阻值R_0使电压表示数为1.5v，读出此时电阻箱R_0的阻值

8．把滑动变阻器的触头P滑到b端

9．按图连接电路，注意断开开关S

将必要的步骤选出并按合理的顺序排列(填各操作步骤的序号)

(2)若在上述的实验步骤G中，读出R_0的阻值为2600Ω，则该电压表的内阻R_V=Ω，由于系统误差，测量值(“偏大”填1，“偏小”填2，“不变”填3)

填空题答案仅供参考

题目答案

983147526001

答案解析

分析：

应先连接电路，使测量电路电压由小到大，先让电阻箱阻值为0，再让电压表满偏，再调节电阻箱，记录．据此排序．

电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大．

解答：

解：(1)据实验规程进行排序：9831475

2．将电阻箱R_0的阻值调到最大值，该步骤不需要，应该是3．将电阻箱的阻值调到零．

6．把滑动变阻器R的滑动触头P滑到a端，该步骤错误，应将滑动变阻器阻值调到最大，即8．把滑动变阻器的触头P滑到b端．

据实验规程进行排序：9831475

(2)因是串联关系，则电阻与电压成正比：电压表示数为1.5V，则电阻箱R_0分压为1.5V．

则 R_v=R_0=2600Ω

因该支路实际电压要比原电压变大，即R_0的分压要大一些，故R_v的实际值要小一些，即测量值比真实值大．

点评：

考查半偏法测电阻的原理，明确串联电阻后会引起测量支路的电阻的增大，其分压要变大，此为误差的来源．

4填空题

为了测量一个量程为3.0V的电压表的内阻(阻值较大)，可以采用如图所示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下：

1．闭合开关S

2．将电阻箱R_0的阻值调到最大

3．将电阻箱R_0的阻值调到零

4．调节电阻箱R_0的阻值，使电压表示数为1.5V，读出此时电阻箱R_0的阻值，

5．调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0V

6．断开开关S

7．将滑动变阻器的滑动触头调到b端

8．将滑动变阻器的滑动触头调到a端

上述操作步骤中，必要的操作步骤按合理顺序排列应为．若在步骤 D中，读出R_0的值为2400Ω，则电压表的内阻R_V=Ω．用这种方法测出的内阻R_V与其真实值相比偏(大填1、小填2)．

填空题答案仅供参考

题目答案

81354624001

答案解析

分析：

应先连接电路，使测量电路电压由小到大，先让电阻箱阻值为0，再让电压表满偏，再调节电阻箱，记录．据此排序．

电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大

解答：

解：(1)据实验规程进行排序：要先使测量电路电压由小到大，先让电阻箱阻值为0，闭合S，再让电压表满偏，再调节电阻箱，断开，记录．据此排序：813546、

(2)因是串联关系，则电阻与电压成正比：电压表示数为1.5V，则电阻箱R_0分压为1.5V．

则 R_v=R_0=2400Ω

因该支路实际电压要比原电压变大，即R_0的分压要大一些，故R_v的实际值要小一些，即测量值比真实值大．

故答案为：813546、2400、1

点评：

考查半偏法测电阻的原理，明确串联电阻后会引起测量支路的电阻的增大，其分压要变大，此为误差的来源．

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