Question

（2013年大連名校期末）有一內阻未知（約25kΩ～35kΩ）、量程未知（約25'V一35V），共有30個均勻小格的直流電壓表V 。某同學在研究性學習過程中想通過上述電壓表測量一個多用表中歐姆檔的內部電源的電動勢，當表針處于多用電表刻度盤正中央時，他從刻度盤上讀出表針所指的電阻刻度為30。

（1）①請將他在實驗過程中用多用電表測電壓表內阻的電路連接起來。

②歐姆檔的選擇開關應撥至倍率ד        ”。

（2）在實驗中，該同學讀出電壓表的讀數(shù)為U,歐姆表指針所指的刻度為n，并且在實驗過程中，一切操作都是正確的，請你導出求歐姆表電池的電動勢表達式E                   。

（3）若在實驗過程中測得該電壓表內阻為30kΩ，為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用，要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度，

標準電壓表V _l：量程3V，內阻3kΩ

電流表A:量程0～3A，內阻0.1Ω

滑動變阻器R:總阻值lkΩ

穩(wěn)壓電源E: 30V，內阻不能忽略； 

電鍵、導線若干

①在右邊方框中畫出實驗電路圖，并標明所選儀器的符號②選用記錄數(shù)據(jù)中的任一組，寫出計算待測電壓表V的量程的表達式U_g=         。式中各字母的意義是：              。

Answer 1

答案：（1）①如圖。②1k

（2）E=U。

（3）①如圖。

②U_g=300  其中N為電壓表V指針所指格數(shù)，U₁為電壓表V₁的讀數(shù)。

解析：由于直流電壓表V約25kΩ～35kΩ，所以用多用電表測電壓表內阻歐姆檔的選擇開關應撥至倍率×1k。根據(jù)當表針處于多用電表刻度盤正中央時，他從刻度盤上讀出表針所指的電阻刻度為30可知，歐姆表內阻為r=30。根據(jù)電壓表的讀數(shù)為U，,歐姆表指針所指的刻度為n，可得電流I=U/n，由閉合電路歐姆定律，E=U+Ir==U。

設標準電壓表V₁的讀數(shù)為U₁，則標準電壓表V₁中電流為U₁/3k，設待測電壓表V的量程為U_g，每格電壓為U_g/30，若待測電壓表V指針所指格數(shù)為N，則通過的電流為N U_g/30÷30k，由U₁/3k= N U_g/30÷30k，解得U_g=300。