Question

18．某同學為了測量一個電流表（量程為100mA）的內(nèi)阻，從實驗室找到了以下器材：一個多用電表、一個電阻箱（0～99.9Ω）和若干導線．

①該同學先用多用電表的歐姆擋進行粗測．
Ⅰ．選用“×10”擋，調(diào)零后測量電流表的內(nèi)阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很大，應(yīng)將多用電表選擇開關(guān)調(diào)至×1擋（選填“×1”或“×100”）
Ⅱ．選擇合適的量程，調(diào)零后測量的結(jié)果如圖甲所示，該讀數(shù)是4.5Ω．
②多用電表歐姆擋內(nèi)部的等效電路如圖乙中虛線框所示．為了更準確地測出待測電流表的內(nèi)阻，同時測出多用電表內(nèi)部電池的電動勢，該同學設(shè)計了如圖乙所示的實驗電路圖．
Ⅰ．某次測量中，電阻箱的阻值R=10.0Ω，電流表的讀數(shù)如圖丙所示，則該讀數(shù)為50.0mA．
Ⅱ．實驗時，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電阻箱的阻值R和對應(yīng)的電流表示數(shù)I；
Ⅲ．在圖丁以$\frac{1}{I}$為縱坐標、以R為橫坐標建立直角坐標系，根據(jù)記錄的各組R和I值描點并作出其關(guān)系圖象．得出圖象的斜率為$\frac{2}{3}$（A^-1/Ω）、縱軸截距為13.7（A^-1）；則根據(jù)圖象求得多用電表內(nèi)部電池的電動勢E=1.5V（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
Ⅳ．已知多用電表歐姆擋表盤中央刻度值為“15”，則待測電流表內(nèi)阻R_A=6.0Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）使用歐姆表測電阻應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指針中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；
（2）明確電表測量方法，根據(jù)描點法作出圖象，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出$\frac{1}{I}$-R的表達式，根據(jù)圖象求解即可．

解答 解：（1）I、選用“×10”擋，調(diào)零后測量電流表的內(nèi)阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很大，說明所選擋位太大，為準確測量，應(yīng)換小擋，應(yīng)該將選擇開關(guān)換成歐姆擋的“×1”檔位，然后進行歐姆調(diào)零；
II、由圖示表盤可知，R=4.5×1=4.5Ω．
（2）I、由圖可知，電流表量程為100mA；最小分度為1mA，故讀數(shù)為50.0mA；
②根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：
③根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=I（R+R_A+r）
解得：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R+$\frac{{R}_{A}+r}{E}$，
則$\frac{1}{I}$-R圖象的斜率k=$\frac{1}{E}$，圖象與縱坐標的截距b=$\frac{{R}_{A}+r}{E}$，
則$\frac{1}{E}$=$\frac{33-14}{29-0}$
解得：E=1.5V
④多用電表歐姆擋表盤中央刻度值為“15”，則r=15Ω，
b=14=$\frac{{R}_{A}+r}{E}$
解得：R_A=6.0Ω
故答案為：①I、×1，II、
②I、50.0；III、1.5、IV、6.0

點評 本題考查測量電阻的測量實驗，解決本題的關(guān)鍵掌握歐姆表的讀數(shù)方法，能根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖象法求解電源電動勢．