Question

14．學生實驗小組利用圖（a）所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻．使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5kΩ；導線若干．請回答下列問題：

（1）將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)零點．
（2）將圖（a）中多用電表的紅表筆和1（填“1”或“2”）端相連，黑表筆連接另一端．
（3）將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當位置，使多用電表的示數(shù)如圖（b）所示，這時電壓表的示數(shù)如圖（c）所示．多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為15.0kΩ和3.60V．
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V．從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為12.0kΩ．
（5）多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖（d）所示．根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為9.0V，電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0kΩ．

Answer 1

分析 （1）歐姆表在使用時應進行歐姆調(diào)零；
（2）紅正黑負，電流從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表；
（3）歐姆表讀數(shù)等于倍率乘以表盤讀數(shù)，伏特表讀數(shù)要估讀；
（4）歐姆表測量的是外電路的總電阻，由于滑動變阻器被短路，故歐姆表讀數(shù)即為電壓表阻值；
（5）由于半偏電流是滿偏電流的一半，故歐姆表的中值電阻等于內(nèi)電阻；根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電動勢．

解答 解：（1）歐姆表每次換檔后均應進行歐姆調(diào)零；
（2）電源內(nèi)部接法為紅正黑負，電流從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表；電流從電壓表正接線柱流入，故紅表筆接觸1，黑表筆接2；
（3）歐姆表讀數(shù)=倍率×表盤讀數(shù)=1K×15.0Ω=15.0kΩ；電壓表最小分度為0.1V，故讀數(shù)為3.60V；
（4）由于滑動變阻器被短路，故歐姆表讀數(shù)即為電壓表阻值，為12.0kΩ；
（5）歐姆表的中值電阻等于內(nèi)電阻，故歐姆表1K檔位的內(nèi)電阻為15.0kΩ；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，電動勢為：E=U+$\frac{U}{R}$•r=4V+$\frac{4V}{12×1{0}^{3}Ω}$×15×10³Ω=4V+5V=9.0V；
故答案為：（1）短接 （2）1  （3）15.0，3.60   （4）12.0    （5）9.0，15.0

點評 本題關鍵是明確實驗原理，會使用歐姆表和電壓表測量電阻和電壓，同時能結合閉合電路歐姆定律靈活地列式分析．