
学习小组利用图1所示电路测量量程为3V的电压表V的内阻,然后把该电压表改装为量程为15V的电压表,最后对改装后的电压表进行校准。
(1)根据图1的电路图在图2中补充连接实物图。
(2)滑动变阻器最大阻值规格有5Ω、500Ω两种供选择,为了减小测量误差,应选择 Ω。
(3)电路图连接无误后,闭合开关S并调节电阻箱阻值,移动滑动变阻器滑片,直到电压表满偏;保持滑片位置不动,调整电阻箱阻值,直到电压表半偏,此时电阻箱读数如图3所示,则待测电压表V的内阻。
Ω。
(4)把该电压表改装为量程为15V的电压表,需要串联一个 Ω的电阻。
(5)对改装好的电压表用图4所示的电路进行校准。虚线框内是改装的电压表,是标准电压表。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,当标准电压表
示数为15.0V时,原电压表V的示数为2.94V。若产生误差的原因是电压表内阻测量误差引起的,根据该实验原理,电压表内阻测量值 (填“大于”或“小于”)实际值。若想让改装的电压表测量更准确,可适当调 (填“大”或“小”)串联的电阻值。
【答案】(1) (3分) (2)5 (3分)
(3)1893 (3分) (4)7572(3分) (5) 大于 (2分) 小(1分)
【难度】0.65
【来源】海南省天一大联考2024-2025学年高三下学期学业水平诊断(三)物理试卷
【知识点】灵敏电流计改装成电压表、半偏法测电压表内阻的电路设计、实验步骤和误差分析
【详解】(1)补充连接实物图如图
(2)分压式电路,当滑动变阻器阻值过大时,电压随滑片移动的变化往往是非线性的,难以准确把握电压的变化规律,不利于实验数据的准确获取和分析。若为了减小测量误差,滑动变阻器应选择5Ω。
(3)电压表满偏时保持滑片位置不动,调整电阻箱阻值,直到电压表半偏,即通过电压表的电流减半,所以
(4)把该电压表改装为量程为15V的电压表,需要串联的电阻值
(5)从实验原理分析可知,保持滑片位置不动,调整电阻箱阻值,直到电压表半偏时,闭合电路的总电阻增大,干路电流将减小,从而使得滑动变阻器并联部分两端电压变大,即使电压表示数为一半,而电阻箱R的电压超过电压表电压,导致所测电阻也偏大,所以电压表内阻的测量电阻大于实际值;若想让改装的电压表测量更准确,可适当调小串联的电阻值。
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