Question

（11分）有一電壓表V₁，其量程為3V，內阻約為3000Ω,要準確測量該電壓表的內阻，提供的實驗器材有：
電源E：電動勢約15V，內阻不計；
電流表A₁：量程100mA，內阻r₁="20Ω" ；
電壓表V₂：量程2V，內阻r₂="2000Ω" ；
定值電阻R₁：阻值20Ω；
定值電阻R₂：阻值3Ω；
滑動變阻器R₀：最大阻值10Ω，額定電流1A；
電鍵一個，導線若干。
（1）實驗中應選用的電表是           ；定值電阻應選用            。
（2）請你設計一個測量電壓表V₁的實驗電路圖，畫在虛線框內

（3）說明實驗所要測量的物理量：                       
（4）寫出電壓表V₁內阻的計算表達式R_V1=          。

Answer 1

（1）V₂；R₁   （各2分）   （2）電路圖如圖所示。（3分）

（3）電壓表V₁的示數U₁ ，電壓表V₂的示數U₂ （各1分）  （4）r₂   （2分）

試題分析：（1）因待測電壓表電壓為3V，滿偏電流為，遠小于電流表的滿偏電流100mA，所以不能使用電流表測量電流，考慮使用電壓表V₂，因其滿偏電流，所以可以將兩電壓表串聯使用，所以應選用的電表是V₂；顯然滑動變阻器應用分壓式接法，因電壓表V₁與V₂的最大串聯電壓為，根據串聯單路分壓規律可知，，解得R=20Ω，所以定值電阻應選R₁．
（2）由上面分析可知，電路圖如圖所示

（3）由歐姆定律所以，只要讀出電壓表V₁的讀數U₁和電壓表V₂的讀數U₂，即可求出待測電壓表的內阻，可解得．