Question

17．实际的电压表有一定的电阻，称为电压表的内阻，现给你一个电阻箱（O～9999欧），一个开关．一个学生电源，若干导线，设计一个测量量程为O～3伏的电压表的内阻，要求在测量过程中不改变电路的连接情况，不需要通过计算求得内阻的值．
（1）画出实验的电路图．
（2）写出实施的方案，并指出对电源电压的要求．
（注：电阻箱的符号）

Answer 1

分析 （1）根据串联电路起分压作用进行分析，并画出电路图；
（2）先调节电阻箱的阻值使电压表测量电源电压，然后再次调节电阻箱接入电路的阻值，直到电压表示数为电源电压一半时即可，最后根据电阻箱阻值可求出电压表的内阻．

解答 解：
（1）因为串联电路起分压作用，因此让电压表和电阻箱串联，当电压表指针为电源电压一半时，电压表的电阻与电阻箱的阻值相等，直接读出电阻箱阻值即为电压表的内阻；电路图如下：
；
（2）实施方案：
①按上图所示连接电路，闭合开关，将电阻箱连入电路阻值调为0，读出此时电压表示数U（即电源电压）；
②调节电阻箱，使电压表示数为$\frac{1}{2}$U，根据串联电路的分压原理可知，此时电阻箱的阻值就等于电压表的电阻．
因为电压表量程为0-3V，所以应选择不超过3V电源．
答：
（1）电路图如上图所示：
（2）实施方案：
①按上图所示连接电路，闭合开关，将电阻箱连入电路阻值调为0，读出此时电压表示数U（即电源电压）；
②调节电阻箱，使电压表示数为$\frac{1}{2}$U，此时电阻箱的阻值就等于电压表的电阻．
应选择不超过3V电源．

点评 本题是测电压表内阻的实验设计题．关键是能熟练运用串联电路的特点，有一定的难度．