电压表内阻 在实验试题的考查中,经常出现测
作者:admin 发布时间:2023-10-08 10:33:37 分类:科学 浏览:126
在实验试题的考查中,经常出现测定电压表内阻的问题,学生在处理此类问题时常不如人意。现把测电压表内阻常见的六种方法归纳如下。
1 利用欧姆表测量
欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。把电压表看成普通的电阻,利用欧姆表的电阻档测量。
2 利用伏-安法测量
理想电压表的内阻视为无限大,但实际使用的电压表内阻并不是无限大。例1、为了测量某一电压表的内阻,给出如下的实验器材:A、待测电压表(0~3v、内阻约为4KΩ),B、电流表(0~0.5mA),C、滑动变阻器(0~20Ω),D、6V学生电源,E开关和若干条导线。由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电压表的内阻,采用分压式接法,电路图如图1所示,电压表与电流表串联,多次记录电压表和电流表的示数,利用U-I图象即可得出电压表的内阻。
3 利用伏-伏法测量
所谓伏伏法就是在电流表不能用或没有电流表等情况下,要考虑两块电压表并用的方式测量电阻。在设计电路时,既要考虑电压表的量程,还要考虑滑动变阻器的连接方式。
1、伏伏串联测量:例2、利用现有的器材测量某电压表的内阻。实验器材如下:A、待测电压表V1(0~3V、内阻未知),B、电压表V2(0~3V、内阻3.5KΩ),C、滑动变阻器(0~50Ω),D、6V电池组(内阻不计),E、开关和若干条导线。部分同学想两块电压表的最大量程都是3V,把两表串联直接接到电源上即可。同学们把两电压表串联的想法是好的,但直接接到电源上的不可以的。因为在串联电路中电阻大的分得的电压就多,所以不能草率地将表直接接到电源上。设计的电路图如图2所示。两电压表的内阻都远大于滑动变阻器的最大值,采用分压式接法。电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2,两表串联电流相等,有U1RV1=U2RV2,得RV1=U1U2RV2。
2、伏伏法并联测量:例3、为测量量程为3V的电压表V1的内阻RV1(约为3KΩ),实验时提供的器材有:A、电流表(0~0.6A、内阻0.1Ω),B、电压表V2(0~6V、内阻5KΩ),C、变阻箱1(0.1~9999.9Ω),D、变阻箱2(0.1~99.9Ω),E、滑动变阻器(0~50Ω),F、不计内阻的6V电源,G、开关和若干导线。利用现有器材设计一个尽量精确的测量电压表内阻的实验,并画出电路图。写出计算电压表内阻R1的表达式。
分析与解 多数同学审题之后,画出了伏安的电路图,这是不正确的,这是因为没有想到待测电压表的量程为3V,内阻为3KΩ,最大电流为I=UR=33000=10-3A,使用时电流表的指针几乎不动,故不能使用电流表。正确的的电路图如图3所示。闭合开关,适当调节滑动变阻器和电阻箱1的阻值,待测电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2,电阻箱1的阻值为r1,根据串并联电路的特点有U2r1+Rv1=U2-U1r1,可得表达式Rv1=U1r1U2-U1。
4 利用半偏法测量
用如图4电路图测量量程为1V的电压表的内阻RV(约1000Ω)。现有器材如下:A、滑动变阻器(0~10Ω),B、电阻箱(0.1~9999.9Ω),C、不计内阻的6V电源,D、开关和若干条导线。实验方法和步骤是:①按电路图连好。②使滑动变阻器的触头在a端。③将电阻箱的阻值调到零。④闭合开关。⑤滑片向b移动使电压表的指针达到满偏。⑥调节电阻箱的阻值,使指针达到半偏,读出电阻箱的电阻值,即为电压表的内电阻值。
5 用电源和电阻箱测量
待测电压表的量程为3V内阻约为3KΩ。现有实验器材:不计内阻的6V电源,变阻箱(0.1~9999.9Ω),开关和若干条导线。实验的电路图如图5所示,闭合开关,调节变阻箱的阻值分别为R1和R2,读出相对应的电压表的示数分别为U1和U2,根据闭合电路的欧姆定律有E=U1+U1RVR1和E=U2+U2RVR2,两式联立整理得RV=U2R2-U1R1U1-U2。
6 电阻箱等效替换法
待测量程3V电压表V1(内阻约3KΩ)。提供的实验器材有:内阻不计的3V电源,毫安级的电流表,量程为3V的电压表V2,变阻箱(0.1~9999.9Ω),大阻值滑动变阻器,单刀双掷开关,若干条导线。
方法一、伏安法等效替换测量:实验电路图如图6所示,双掷开关与a相接,适当调节滑动变阻器的阻值,记录电流表的示数 ,再把双掷开关与b相接,调节变阻箱的阻值,使电流表的示数也是 ,此时变阻箱的阻值就与电压表的内阻相等。
方法二、伏伏法等效替换测量:实验电路图如图7所示,双掷开关与a相接,两电压表串联,共同分享3V电压,记录电压表V2的示数U1。开关k与b相接,适当调节变阻箱的阻值时,电压表V2的示数会发生相应的变化,当电压表V2的示数与U1相同时,电阻箱的阻值R与待测电压表的内阻等值。
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