Question

18．指針式多用表歐姆檔的內(nèi)部電路是由直流電源、調(diào)零電阻和表頭相串聯(lián)而成，現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測量多用表“×1Ω”擋的內(nèi)部電源的電動(dòng)勢和內(nèi)部總電阻．給定的器材有：待測多用電表，量程為100mA的電流表，最大電阻為20Ω的滑動(dòng)變阻器，鱷魚夾，開關(guān)，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)過程如下：
（1）實(shí)驗(yàn)前將多用電表調(diào)至“×1Ω”擋，將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)旋鈕，使指針指在電阻（選填“電阻”、“電流”）的零刻度；
（2）用鱷魚夾將紅、黑表筆固定在如圖甲的兩接線柱上，請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲電路連接完整；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出多用表示數(shù)R、毫安表示數(shù)I，求出電流倒數(shù)$\frac{1}{I}$，記錄在下面的表格中，
請根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖乙的坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；

R/Ω	4	7	10	14	18	20
I/×10-3A	78.0	67.0	60.0	52.0	45.0	43.0
$\frac{1}{I}$/A-1	12.8	14.9	16.7	19.2	22.2	23.2

（4）請通過圖線求出多用表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢為1.50V；內(nèi)部總電阻為15.0Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（5）電流表存在一定的內(nèi)阻，這對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響（選填“有影響”、“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆調(diào)零的方法可明確指針的位置；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象如圖所示；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對應(yīng)的表達(dá)式，再結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律可明確電動(dòng)勢和內(nèi)電阻；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)中電流表內(nèi)阻所帶來的影響．

解答 解：（1）在進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，應(yīng)將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處；
（2）多用電表視為電源處理，根據(jù)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)原理可知電路結(jié)構(gòu)，注意多用電表內(nèi)部電源的正極與黑表筆接觸；同時(shí)滑動(dòng)變阻器采用限流接法；測量電路如圖所示；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象如圖所示；

（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：I=$\frac{E}{R+r}$
變形可得：
R=$\frac{E}{I}$-r；
則由圖可知，當(dāng)電阻為零時(shí)，$\frac{1}{I}$=10；
則有：0=10E-r；
圖象的斜率表示電源的電動(dòng)勢；故E=k=$\frac{15}{20-10}$=1.50V；
多用電表內(nèi)阻r=15.0Ω；
（5）由于使用歐姆表直接讀出了外部電阻中包含了電流表內(nèi)阻；故電流表內(nèi)阻對實(shí)驗(yàn)沒有影響；
故答案為：（1）電阻；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）1.50；15.0；無影響．

點(diǎn)評 本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)，要注意明確本題中將多用電表視為電源處理，此時(shí)電表內(nèi)阻視為電源內(nèi)阻；注意多用電表的內(nèi)部原理；同時(shí)注意圖象分析數(shù)據(jù)的基本方法．