电压表与电流表内电阻的测量.pdf.pdf

实验:电压表内阻测量方法汇总

【编者按】电压表内阻测量是近年来高考的热点和难点,考察方式多种多样,也是让大多数中学生头疼的问题。其实电压表内阻测量和一般电阻的测量一样,所不同的就是电压表可提供自身两端电压值作为已知条件。因此,在测量电压表内阻的实验中,要灵活运用所学过的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理测量。

一、利用伏安法测量

电压表是测定电路两端电压的仪器,理想电压表的内阻可视为无限大电压表内阻,但实际使用的电压表内阻并不是无限大。

为了测量某一电压表的内阻,给出的器材有:

A. 待测电压表(0-3V,内阻在3.5-4.5Ω之间);

B. 电流表(0-1mA);

C. 滑动变阻器(0-50Ω);

D. 电源(1.5V的两节干电池);

E. 开关和若干导线。利用伏安法R=U/I,测量电压表示数U和电流表示数I即可,由于滑动变阻器最大阻值远小于被测内阻值,为了满足多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻,应选用滑动变阻器分压式电路,电路如图所示。

二、利用“伏伏”法测电压表的内阻

“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法,这一方法的创新思维是运用电压表测电流(或算电流),此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

【例3】为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内阻约2000Ω),实验室可以提供的器材有:

电流表A1,量程为0.6A,内阻约0.1Ω;

电压表V2,量程为5V,内阻约3500Ω;

变阻箱R1阻值范围为0-9999Ω;

变阻箱R2阻值范围为0-99.9Ω;

滑动变阻器R3,最大阻值约为100Ω,额定电流1.5A;

电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;

单刀单掷开关K,导线若干。

(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路,画

出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确。

(2)写出计算电压表V的内阻RV的计算公式

分析:多数考生解答此题,毫不犹豫地套用伏安法,由于没有考虑电表的量程,当然做不正确。少数考生想到待测电压表的量程为3V,内阻约2000Ω,电压表中的最大电流为I=3/2000A=1.5mA ,认为电流表不能准确测量,但由于创新能力差,也做不正确。只有极少数有“伏伏”法新理念的考生才能做正确。

答案:(1)测量电压表V的内阻的实验电路如图所示。

(2)电压表V的示数U,电压表V2的示数U2,电阻箱R1的读数r1。根据欧姆定律,利用通过电压表的电流与通过电阻R1的电流相等,算出电压表的电阻为Rv=Ur1/U2-U。

三、利用欧姆表测量

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”,现用欧姆表测量一个内阻约为几千欧的电压表,实验中应把欧姆表选择开关调至×100挡电压表内阻,若欧姆表的读数如图所示,则该电压表内阻阻值为2500Ω。

四、利用半偏法测量

方法一:用如图所示电路测量量程为1V的电压表的内阻Rv(Rv在800-900Ω间)。提供的器材还有:

A. 滑动变阻器,最大阻值10Ω;

B. 电阻箱,最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω;

C. 电池组:电动势约6V,内阻可忽略不计;

D. 导线和开