Question

16．電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表的電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實(shí)測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法）實(shí)驗(yàn)室提供材料器材如下：
    待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為3000歐），電阻箱R₀（最大阻值為99999.9歐），滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值100歐，額定電流2A），電源E（電動(dòng)勢6V，內(nèi)阻不計(jì)），開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整．
（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的電路寫出步驟：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S₁、S₂，調(diào)節(jié)R₁，使電壓表的指針滿偏，保證滑動(dòng)變阻器的位置不變，斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₀使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；．
（3）將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R_v′，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值R_v相比，R_v′＞R_v（填“＞”“=”或“＜”），主要理由是電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變，而實(shí)際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計(jì)算值，則會(huì)引起測量值的偏大．

Answer 1

分析 （1）待測電壓表電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器R₁的電阻值，故滑動(dòng)變阻器R₁采用分壓式接法；待測電壓表和電阻箱R₀采用串聯(lián)式接法；
（2）采用先測量一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷�，然后增加電阻箱電阻，使電壓表半偏，則電阻箱的讀數(shù)即視為等于電壓表的電阻；
（3）電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變，而實(shí)際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計(jì)算值，則會(huì)引起測量值的偏大．

解答 解：（1）待測電壓表電阻（3000歐姆）遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器R₁的電阻值（100歐姆），故滑動(dòng)變阻器R₁采用分壓式接法；
電路圖如圖所示：

（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S₁、S₂，調(diào)節(jié)R₁，使電壓表的指針滿偏，保證滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₀使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；
（3）電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變，而實(shí)際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計(jì)算值，則會(huì)引起測量值的偏大，故R_v＜R_v′；
故答案為：
（1）如圖所示；
（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小，閉合開關(guān)S₁、S₂，調(diào)節(jié)R₁，使電壓表的指針滿偏，保證滑動(dòng)變阻器的位置不變，斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₀使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；
（3）＞，電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變，而實(shí)際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計(jì)算值，則會(huì)引起測量值的偏大．

點(diǎn)評(píng) 考查半偏法測電阻的原理，明確串聯(lián)電阻后會(huì)引起測量支路的電阻的增大，其分壓要變大，此為誤差的來源．