如何測(cè)電壓表的內(nèi)阻

1、AV1圖 1AV1R圖 2V1V2圖 3V1V2R圖 4V1V2R圖 5解讀高考熱點(diǎn)，透析解讀高考熱點(diǎn)，透析電阻電阻測(cè)量，測(cè)電壓表的內(nèi)阻測(cè)量，測(cè)電壓表的內(nèi)阻電壓表內(nèi)阻的測(cè)量是電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)。在高考中是一個(gè)高考熱點(diǎn)，在最近幾年各地的高考中均有涉及。一、電路匯粹一、電路匯粹測(cè)電壓表內(nèi)阻的常見方法是伏安法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中實(shí)際提供的器材又下面不同的變形，主要用到的電路如下：1 1伏安法測(cè)電壓表內(nèi)阻伏安法測(cè)電壓表內(nèi)阻如圖 1，直接用電流表測(cè)量待測(cè)電壓表電流，測(cè)量結(jié)果為，存在的問題是 A 表的IURV讀數(shù)太小，可用圖 2 進(jìn)行改進(jìn)，其中 R 是電阻箱或電阻值已知的電阻URIURRV22 2串伏

2、法測(cè)電壓表內(nèi)阻串伏法測(cè)電壓表內(nèi)阻若實(shí)驗(yàn)中沒有量程合適的電流表，也可用內(nèi)阻已知的電壓表當(dāng)電流表使用來進(jìn)行測(cè)量，如圖 3，設(shè) V1是待測(cè)電壓表，內(nèi)阻為，V2是內(nèi)阻已知的電壓表，內(nèi)阻為，則有：1r2r，當(dāng) V2的滿偏電流比 V1的滿偏電流小得多時(shí)，可用電阻箱或電阻值已知的電阻 R2211UrUr 當(dāng)作分流電阻進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng) V2的滿偏電流比 V1的滿偏電流大得多時(shí)，兩)(22211rRURrUr表交換位置，結(jié)果另外計(jì)算。3 3并伏法測(cè)電壓表內(nèi)阻并伏法測(cè)電壓表內(nèi)阻若實(shí)驗(yàn)中沒有量程合適的電流表，也可用內(nèi)阻已知的電壓表結(jié)合電阻箱當(dāng)電流表使用來進(jìn)行測(cè)量，這叫做并伏法，如圖 5，不需要知道 A2的內(nèi)阻，則有：2

3、r 1211UURUr圖 6V1RKE4伏阻法測(cè)電壓表內(nèi)阻伏阻法測(cè)電壓表內(nèi)阻若實(shí)驗(yàn)中用到的電源是理想的電源，即內(nèi)阻為零，則直接用電阻箱就行，如下圖 6，實(shí)驗(yàn)中需要從電阻箱上取兩個(gè)阻值R1、R2，設(shè)電流表對(duì)應(yīng)電壓為U1、U2，則有：122121211)(URURRRUUr二、精彩回放二、精彩回放例例 1 1從下列實(shí)驗(yàn)器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路來測(cè)量兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻，要求方法簡捷，操作方便，可進(jìn)行多次測(cè)量并有盡可能高的測(cè)量精度A待測(cè)電壓表V1，量程 03V，內(nèi)電阻約 20k40kB待測(cè)電壓表V2，量程 06V，內(nèi)電阻約 40k80kC電阻箱R1，阻值范圍 099999.9D電阻箱R2，阻值

4、范圍 099.99E滑動(dòng)變阻器R3，阻值范圍 0250，額定電流 2.5AF滑動(dòng)變阻器R4，阻值 020，額定電流 2AG電池組，電動(dòng)勢(shì)為 6V，內(nèi)電阻為 0.5H單刀開關(guān)若干和導(dǎo)線若干（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電路，并在下面的方框中畫出電路圖（2）實(shí)驗(yàn)器材選擇除A、B、G、H外，電阻箱應(yīng)選用： ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用： （用器材前的字母表示） （3）寫出需要測(cè)量的物理量；給出和的表達(dá)式要求寫出推導(dǎo)過程1VR2VR解析：解析：（1）結(jié)合題目提供的器材和上面的電路匯粹，我們可設(shè)計(jì)如下電路： （2）結(jié)合電路我們不難確定電阻箱應(yīng)選用C，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F （3）實(shí)驗(yàn)步驟如下：斷開開關(guān) S2，讀出兩只電壓表的示

5、數(shù)U1、U2； 合上開關(guān)S2后，測(cè)出兩只電壓表的示數(shù)為、，電 1U2U阻箱的示數(shù)為R根據(jù)測(cè)量結(jié)果有：； 2121VVRURURRRRURUVVV22121兩式聯(lián)立解得： RUUUUUURRUUUUUURVV21212122212121總而言之，在測(cè)電壓表的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，我們主要用到的是伏安法，其原則就是，內(nèi)阻已知的電壓表能當(dāng)電流表使用，內(nèi)阻已知的電流表能當(dāng)電壓表使用，關(guān)鍵是結(jié)合實(shí)驗(yàn)提供的器材盡可能的變出“電流表” 。透析透析電阻電阻測(cè)量測(cè)量伏安法測(cè)電阻是高考中的一個(gè)熱點(diǎn)，伏安法測(cè)電阻、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)金屬的電阻率、伏安法測(cè)電表的內(nèi)阻、伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻等幾乎是年年高考都會(huì)涉

6、及。這些實(shí)驗(yàn)說穿了都是伏安法，若能對(duì)伏安法測(cè)電阻有一個(gè)透徹的了解，必將提高解實(shí)驗(yàn)題的能力。對(duì)伏安法測(cè)電阻總結(jié)如下： 一、原理：部分電路歐姆定律，IURX測(cè)二、測(cè)量電路中安培表的兩種接法內(nèi)接法中由于 A 表的分壓作用，V 表的讀數(shù)大于 RX的電壓的真實(shí)值。內(nèi)接法中由于 V 表的分流作用，A 表的讀數(shù)大于 RX的電流的真實(shí)值。三、實(shí)驗(yàn)的誤差分析 內(nèi)接法： R測(cè)=（RX+RA） RX, 故測(cè)量值偏大，誤差偏大，RX越大，誤差越小IU外接法： R測(cè)= ， Rx 為大電阻，安培表內(nèi)接；VARR當(dāng) Rx ， Rx 為小電阻，安培表外接；VARR當(dāng) Rx = ， 內(nèi)、外接法均行，一般很少遇到。VARR3試觸

7、判斷（把電路連接好，V 表的右側(cè)導(dǎo)線分別與 a、b 試觸）若安培表讀數(shù)變化明顯（相對(duì)值） ，說明伏特表分流較強(qiáng)，Rx 較大，要避免 V 表的分流，故安培表應(yīng)內(nèi)接；若伏特表讀數(shù)變化明顯（相對(duì)值） ，說明安培表分壓較強(qiáng)，Rx 較小，要避免A 表的分壓，故安培表應(yīng)外接。五、實(shí)例分析例 1用伏安法測(cè) Rx，現(xiàn)有如下器材A.Rx 阻值范圍 5-8 歐，額定功率為 1WB.A1 量程 0-0.6A ,內(nèi)阻 0.2 歐C.A2 量程 0-3A ，內(nèi)阻 0.05 歐D.V1量程 0-3V，電阻 3K 歐E.V2量程 0-15V，電阻 15K 歐F.滑動(dòng)變阻器 0-50 歐G.電源 12 伏H.導(dǎo)線，電鍵為了較

8、準(zhǔn)確測(cè)量并保證器材的安全，電流表應(yīng)選_ ，電壓表應(yīng)選_（填前面的字母代號(hào)） ，并在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。解析解析：（1）據(jù)電源的 E 與 Rx的大致值及額定功率估算電流、電壓知：電流表選擇 B，電壓表選擇 D。 （2）測(cè)量電路選擇，因?yàn)?故采用安培表的外接法。610VAxRRR（3）滑動(dòng)變阻器控制電路的設(shè)計(jì)，考慮到滑動(dòng)變阻器 0-50 歐的范圍，用限流電路較好。電路如下： 例 2在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，我們采用上圖的方法進(jìn)行試觸，發(fā)現(xiàn)當(dāng)接觸點(diǎn)時(shí)兩表的讀數(shù)是“2V，20mA” ，當(dāng)接觸點(diǎn) b 時(shí)兩表的讀數(shù)是“4V，18mA” ，則應(yīng)采用安培表的_接法，兩次的測(cè)量值比較，較準(zhǔn)確的測(cè)量值是_。 （

9、外接法，100）解析解析：因?yàn)榻?a 點(diǎn)讀數(shù)是“2V，20mA” ，接 b 點(diǎn)讀數(shù)是“4V，18mA” ，兩次比較相對(duì)于接a 點(diǎn)有：=；=，說明安培表的分壓作用較明顯，為aIIabaIII 101aUUabaUUU 11減小誤差，應(yīng)接在 a 點(diǎn)，采用安培表“外接法” ， 較準(zhǔn)確的測(cè)量值是 100。例 3在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中不管用哪種接法都會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，為消除實(shí)驗(yàn)的誤差，可用雙擲電鍵采用如圖的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）閉合電鍵 S1，將電鍵 S2接 2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和PRR0，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)的電壓表和電流表的示數(shù)和；1U1I（2）請(qǐng)你接著寫出第二步，并說明需要記錄，由以上記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算出被測(cè)電阻的表達(dá)式為 XRXR。解析解析：本題的題意是通過兩次伏安法測(cè)電阻，巧妙的把安培表的電阻消掉，第一次測(cè)量的是 RX+RA+RP ，第二次應(yīng)測(cè)量的是