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14.電壓表內電阻較大,但在實際電路中也有一定電流通過.小明利用下列器材測量一電壓表的內電阻RV:穩(wěn)壓電源、電流表、定值電阻R0(阻值已知)、滑動變阻器R、開關和導線若干,并設計了如圖所示的電路圖.請按要求完成下列問題:
(1)閉合開關前,應先將滑動變阻器滑片P移至b端(選填“a”或“b”).
(2)閉合開關S1,當滑動變阻器滑P由b端向左移動的過程中,電壓表示數與電流表示數之比將不變(選填“變大”、“不變”或“變小”).當滑動變阻器滑片移到某位置時,電流表的示數為I,電壓表的示數為U,則該電壓表內電阻R0的表達式$\frac{U{R}_{0}}{I{R}_{0}-U}$.
(3)實驗要求多次測量電壓表內阻值,最后求其平均值,其目的是減小實驗誤差.

分析 (1)為防止電路中電流過大燒壞用電器,閉合開關前,滑動變阻器處于最大阻值處;
(2)由電路圖可知,定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據滑片的移動可知接入電路中電阻的變化,
根據歐姆定律可知電路中電流的變化和R0兩端的電壓變化,再根據歐姆定律可知電壓表和電流表示數的比值變化;
電壓表與電阻R0并聯(lián),電流表示數為電壓表和電阻R0的電流之和,則根據歐姆定律求出電阻R0的電流,根據并聯(lián)電路的電流特點求出通過電壓表的電流,根據歐姆定律即可求電壓表的內阻;
(3)減小實驗的誤差的方法是多次測量取平均值.

解答 解:(1)為了保護電路,閉合開關前,應先將滑動變阻器滑片P移至b端.
(2)因為電壓表與電流表示數的比值等于定值電阻R0的阻值,所以電壓表示數與電流表示數之比不變.
通過定值電阻R0的電流I0=$\frac{U}{{R}_{0}}$,
因為電壓表和定值電阻R0并聯(lián),電流表測量電壓表和定值電阻R0的總電流,
根據并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路電流之和,即I=I0+IV,
所以通過電壓表的電流IV=I-I0=I-$\frac{U}{{R}_{0}}$,
則根據I=$\frac{U}{R}$可知:
該電壓表內電阻Rv=$\frac{U}{{I}_{V}}$=$\frac{U}{I-\frac{U}{{R}_{0}}}$=$\frac{U{R}_{0}}{I{R}_{0}-U}$.
(3)因為只測量一次,誤差較大,所以多次測量電壓表內阻值,最后求其平均值,其目的是減小實驗誤差.
故答案為:(1)b;(2)不變;$\frac{U{R}_{0}}{I{R}_{0}-U}$;(3)減小實驗誤差.

點評 本題是一道電壓表內阻對電路影響的分析題,考查了滑動變阻器的使用、電阻的計算及多次測量求平均值來減小誤差的方法.分析清楚電路結構,熟練應用并聯(lián)電路的特點和歐姆定律是正確解題關鍵.

練習冊系列答案
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a.在未懸掛鉤碼前,向右端調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置靜止; 
b.在杠桿支點兩側分別懸掛不同數量的鉤碼并調節(jié)其位置,使杠桿在水平位置重新平衡,記錄動力、阻力(大小分別等于兩側所懸掛 鉤碼的重力)及動力臂、阻力臂等數據于表格中;
c.改變鉤碼數量重復步驟b,進行多次實驗.
實驗次數動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
10.5241.012
21.5161.024
31.082.04
①將實驗步驟中的劃線部分補充完整;
②請你分析并處理表中實驗數據,歸納得出杠桿平衡的條件.

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19.如圖為某種固體熔化過程的圖象.由圖可知該固體是晶體(填“晶體”或“非晶體”),該物質的熔點是0℃,熔化過程經歷了4分鐘.在CD段,物質處于液態(tài).

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