Question

一个电压表V，量程约为5V，有清晰刻度但没有示数，内电阻约为10kΩ，某同学想准确地测出其量程和内阻，可以使用的实验器材如下：

A．电源（电动势约15V，内电阻小于2Ω）

B．标准电压表V₀（量程为15V，内电阻约30kΩ）

C．电阻箱（阻值范围0～9999.9Ω）

D．电阻箱（阻值范围0～99999.9Ω）

E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω）

F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）

G．开关S和导线若干

该同学的实验操作过程为：

（1）将实验仪器按图甲所示电路连接，电阻箱R₁应选D，滑动变阻器R₀应选E（填仪器前的字母序号）．

（2）将电阻箱R₁的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至滑动变阻器的接近右端处，闭合电键S；接着调节电阻箱，直至电压表V_x满偏，记录此时电阻箱的阻值R和标准电压表V₀的示数U；

（3）向左移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱直至电压表V_x满偏，记录此时电阻箱的阻值R和标准电压表V₀的示数U；

（4）重复步骤（3）多次；

（5）该同学将实验中记录的各组电阻箱的阻值R和标准电压表V₀的示数U的数据在U﹣R坐标系中正确地描好点（如图乙），请你在图中完成U﹣R图线．

（6）根据图线可以求得电压表V_x的量程为   V，内电阻为  Ω．

Answer 1

考点：描绘小电珠的伏安特性曲线．

专题：实验题；恒定电流专题．

分析：由所给电路及实验过程可知其实验原理：U₀的求数为U，R₁的示数为R，则U=U_X+R，图象法处理数据在U﹣R图象中纵截距为U_x，斜率为．则可求U_x与R_x．再由串并联特点选择相应的器材．

根据对应的图象中的斜率可求得待测电阻的阻值

解答：  解：（1）因要测电压表的电阻约为10kΩ，所串联电阻分压由所给的数据可达电压表的2倍，则其阻值要达到20kΩ，电阻箱R₁应选D，

滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择：E．

（5）根据坐标系内描出的点作出图象，图象如图所示：

（6）由图示电路图可知，标准电压表V₀的示数：U=U_X+IR=U_X+R，

则U﹣R图象的截距是电压表量程，由图示图象可知，图象纵轴截距为4.5V，则电压表量程：U_X=4.5V，

图象的斜率：k===，解得：R_x=9000Ω=9kΩ．

故答案为：（1）D；E；（5）图象如图所示；（6）4.5；9．

点评：本题考查了实验器材的选择、作图象、求电压表的量程与内阻，要掌握实验器材的选择原则，分析清楚电路结构，应用串并联电路特点与欧姆定律求出电压表示数的表达式是正确解题的前提与关键．