初、高中電學(xué)銜接題（四）電壓表內(nèi)阻問題

新課標(biāo)初、高中物理銜接教學(xué)研究材料十三：電學(xué)初高中銜接題（四）電壓表電阻問題一、知識規(guī)律初中階段，我們一般把電壓表的電阻看做無窮大，但實際上電壓表是有電阻的，其電阻大小一般在幾千歐姆，在處理考慮電壓表電阻的問題時把電壓表看做一個大電阻來處理即可。二、例題探究例1、電壓表既是測量儀表，同時也是一個接入電路中的特殊電阻．電壓表的電阻一般很大，為測量某電壓表的電阻，某同學(xué)連接了如圖所示的電路，電源電壓保持不變，R1=3.0kΩ．當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時，電壓表示數(shù)為4.5V；只閉合開關(guān)S1時，電壓表的示數(shù)為3.0V．電源電壓為______V，電壓表的電阻是_______Ω?！窘馕觥慨?dāng)閉合開關(guān)S1、S2時，電壓表測電源的電壓，其示數(shù)為電源的電壓；只閉合開關(guān)S1時，電壓表與電阻R1串聯(lián)，其示數(shù)為電壓表電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等得出等式即可求出電壓表的電阻．【答案】（1）當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時，電壓表測電源的電壓，其示數(shù)為電源的電壓即U=4.5V；

（2）只閉合開關(guān)S1時，電壓表與電阻R1串聯(lián)，UV=3V，

R1兩端的電壓：U1=U-UV=4.5V-3V=1.5V，

∵串聯(lián)電路各處的電流相等，

∴I=即解得：RV=6000Ω．例2、在進(jìn)行某些電學(xué)測量時，把電壓表看成能顯示其兩端電壓的大電阻，將它與一個阻值很大的待測電阻Rx串聯(lián)接入電路，根據(jù)電壓表的示數(shù)可以測出Rx的阻值，這是一種測量大電阻的方法．如圖所示的電路中，電壓表的內(nèi)阻Rv=20kΩ，量程為150V，最小分度值為5V，電壓U=110V，電壓表的示數(shù)為50V．

（1）求電路中的電流大?。?/p>

（2）求待測電阻Rx的阻值．

（3）上述電路中，若將Rx換成阻值約為20Ω的小電阻，用這種測量方法能否準(zhǔn)確測出它的阻值？寫出你的判斷依據(jù)。【解析】（1）電壓表與待測電阻串聯(lián)，電路中的電流：I=U/R=50V/20×103Ω=2.5×10-3A；

（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

∴電阻Rx兩端的電壓：Ux=U-UV=110V-50V=60V，

待測電阻Rx的阻值：Rx=U/I=60V/2.5×10?3A=2.4×104Ω=24kΩ；

（3）若將Rx換成阻值約為20Ω的小電阻時，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴電路中的電流：I′=U/(RV+R′)，

電壓表的示數(shù)：UV′=I′RV=[U/(RV+R′)]RV=[110V/(20×103Ω+20Ω)]×20×103Ω≈109.89V，

∵電壓表的最小分度值為5V，

∴109.89V讀數(shù)時一般會讀成110V，故用這種測量方法不能準(zhǔn)確測出它的阻值。材料十三：電學(xué)初高中銜接題（四）電壓表電阻問題提升練習(xí)1．如圖所示是“伏安法”測定小燈泡電阻的部分實驗電路圖．電流表的內(nèi)阻是RA,示數(shù)為I;電壓表的內(nèi)阻是RV,示數(shù)為U,則通過小燈泡的電流是____________(用已知的物理量表述)。2．在“伏安法測電阻”的實驗中，若電源電壓為15V，被測電阻阻值約為80Ω，實驗中，電流表有“0～0.6A”“0～3A”兩個量程，電壓表有“0～3V”“0～15V”兩個量程．為了減小因電表的量程選擇而引起的誤差，電壓表應(yīng)選用________量程，電流表應(yīng)選用________量程。3．電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏是通過該表的電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法）實驗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），滑動變阻器R1（最大阻值100歐，額定電流2A），電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計），開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干．（1）虛框內(nèi)為同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻電路圖的一部分，在答題卷相應(yīng)位置將其補充完整。（2）根據(jù)設(shè)計的電路寫出步驟：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）將這種方法測出的電壓表