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(shí)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(shí)把電壓表看做一個(gè)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(shí)也是一個(gè)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(shí)，電壓表示數(shù)為4.5V；只閉合開關(guān)S1時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.0V．電源電壓為______V，電壓表的電阻是_______Ω。【解析】當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時(shí)，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(shí)，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(diǎn)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(shí)，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(shí)，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(shí)，把電壓表看成能顯示其兩端電壓的大電阻，將它與一個(gè)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）求電路中的電流大小．

（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)?！窘馕觥浚?）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(shí)，

∵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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，若電源電壓為15V，被測電阻阻值約為80Ω，實(shí)驗(yàn)中，電流表有“0～0.6A”“0～3A”兩個(gè)量程，電壓表有“0～3V”“0～15V”兩個(gè)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(shí)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(shí)測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法）實(shí)驗(yàn)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(jì)），開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干．（1）虛框內(nèi)為同學(xué)設(shè)計(jì)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(bǔ)充完整。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的電路寫出步驟：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）將這種方法測出的電壓表