电学实验5 测量电表内阻
1、为测量某一电压表的内阻,实验室准备如下器材:
E.电源电动势约为15V,内阻可不计; F.电键、导线若干. (1)请按照给定的电路图连接实验器材: (2)将电阻箱的阻值调到7375Ω; (3)闭合电键前,将滑动变阻器的滑片滑到______端(填“a”或“b”); (4)调节滑动变阻器的滑片位置时,发现两表均有读数,但读数几乎不变,经排查发现故障为导线断路引起,请指出发生断路的导线为______(填写电路图中的数字序号); (5)排除故障后,继续进行实验,调节滑动变阻器滑片到某一位置,发现V1表刚好满偏,V2表指针偏转情况如图所示,读出V2表读数为 ______V,待测电压表的内阻为 ______Ω; (6)改变滑动变阻器的位置,获得多组待测电压表内阻的测量值,取平均值作为待测电压表内阻的最终结果.
2、一电流表满偏电流为Ig=100μA,某同学现要将它改为量程为3V的电压表。(1)他先用如图8所示的电路测量该电流表的内阻。进行了如下操作步骤,请将相关内容补充完整。①闭合开关K1,断开开关K2,调节R1,使电流表的指针偏转到满刻度处;②闭合K2,保持R1阻值固定不变,调节R2,使电流表半偏;③读出电阻箱R2的阻值为500 Ω。则电流表G的内阻的测量值为 _________ Ω,考虑系统误差,该电流表的内阻与实际值相比____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2)要将此电流表改装成量程为0~3V的电压表,该同学将一只电阻箱与该电流表串联,应将电阻箱阻值调为R= __________ Ω。(3)用标准表校准改装好的电压表,发现改装表显示的电压比标准表示数稍大,则应将电阻箱阻值适当调__________(填“大”或“小”)。(4)该同学将完成校准的改装电压表接入电路,发现电流表指针指在40. 0μA处,则改装电压表两端的电压应为____V。
3、某同学要测量一个微安表 (量程为0-500uA)的内阻。可供选择器材有:A:电源(电动势6V,内阻较小)B:电压表(量程0-3V,内阻约几千欧姆)C:电阻箱(0-999.9欧)
D:电位器(可变阻阻,与滑动变阻器相当)(0-1.5千欧)E:电位器(0-15千欧) 该同学设计了如图的电路进行实验。连接后,主要操作步骤下:①开关K和K1处于断开状态 ;②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关K,调节电位器R,让微安表达到满偏,此时电压表示数为2.00V;③闭合开关K1,调节电位器R和电阻箱R1,让微安表达到半偏,此时电阻箱的示数为300.0欧,电压表的示数为2.50V。完成下列填空:(1)电位器R应该选择___________。(2)由实验数据可知电压表的内阻为RV=__________, 微安表的内阻为RA=________; (3)若电压表在制造过程中,由于分压电阻的误差,使得示数比真实值偏大,则由此造成微安表内阻的测量值__________(选填“大于”、“小于”、“等于”)真实值
参考答案
1、 实物电路图如图所示a 6 10.5 2950
2、 500 偏小 大 1.2
3、 E 4000(4k,4000.0) 450.0 等于
【解析】
1、(1)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:(3)为保护电路安全,闭合电键前,将滑动变阻器的滑片滑到a端.(4)调节滑动变阻器的滑片位置时,两表均有读数,说明两电压表都与电源两极相连,电压表读数几乎不变,说明移动滑片时分压电路两端电压变化不变,可能是由于导线6断路造成,两电压表与滑动变阻器串联,滑动变阻器阻值很小,移动滑片时总电路电阻几乎不变,电压表示数几乎不变.(5)由图示电压表可知,其量程为15V,分度值为0.5V,示数为10.5V;由串联电路特点可知,电阻箱两端电压:U=U2-U1=10.5-3=7.5V,电阻箱与电压表V1串联,则 ,解得:RV1=2950Ω;点睛:本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电压表读数、求电压表内阻阻值等问题,是实验的常考问题,一定要掌握;对电压表读数时一定要先确定其量程与分度值,然后根据指针位置读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.
2、(1)由“半偏法测量电流表内阻原理”S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,使电流表半偏,则可认为电流表的内阻等于电阻箱的阻值,因电阻箱R2的阻值为500 Ω,则电流表G的内阻的测量值为500Ω;接通S2时,整个电路阻值变小,电路电流变大,大于接通S2前的电路电流,即大于电流表的满偏电流,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的,则流过R2的电流大于电流表满偏电流的,由欧姆定律可知,R2的阻值小于电流表内阻,即电流表内阻测量值偏小.(3)电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压:U=Ig(R2+R),3V=100×10-6(500+R),解得:R=29500Ω.(3)用标准表校准改装好的电压表,发现改装表显示的电压比标准表示数稍大,则说明通过电流计的电流偏大,故应将电阻箱阻值适当调大。(4)该同学将完成校准的改装电压表接入电路,发现电流表指针指在40. 0μA处,则改装电压表两端的电压应为,则U=1.2V.
3、(1)由电路图知,电压表串联在电路中,由于电压表内阻较大,所以电位器应选择大阻值的,故选E;(2)当K1断开时,电流表与电压表串联,所以电压表内阻;(3)闭合开关K1,可求电压表的电流为:,根据并联电路的电流规律,可求电阻箱的电流为:,电阻箱的电压,所以电流表的内阻:;(4)两次测量电压表造成的误差刚好消掉,微安表内阻的测量值等于真实值。
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