Question

5．在學(xué)習(xí)了多用電表的改裝原理后，某同學(xué)制作了一個(gè)簡單的多用電表，如圖1為電表的電路圖．已知選用的電流表內(nèi)阻R_g=10Ω、滿偏電流I_g=10mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時(shí)為量程250V的電壓表．該多用電表表盤如圖2所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心，上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)沒有指出．回答下列問題：

（1）當(dāng)選擇開關(guān)K接2時(shí)，可以確定B是黑表筆（填“紅”或“黑”）；若指針在圖2所示位置，當(dāng)選擇開關(guān)K接1時(shí)其表盤讀數(shù)為6.9mA；當(dāng)選擇開關(guān)K接3時(shí)其表盤讀數(shù)為173V．
（2）為了測該多用電表電阻擋的電阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
①將選擇開關(guān)接2，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)R₁的阻值使電表指針滿偏；
②將電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處，此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖3，則C處刻度應(yīng)為150Ω．
③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為1.5 V．（保留兩位有效數(shù)字）
（3）調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖2所示位置，則待測電阻的阻值為67Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是明確電流應(yīng)從紅表筆（+接線柱）進(jìn)入從黑表筆（-接線柱）流出，電流表和電壓表讀數(shù)時(shí)的估讀方法是看每小格的讀數(shù)，若出現(xiàn)“1”則是$\frac{1}{10}$估讀，出現(xiàn)“2”則是$\frac{1}{2}$估讀，出現(xiàn)“5”則是$\frac{1}{5}$估讀；題（2）②關(guān)鍵是明確歐姆表指針半偏時(shí)待測電阻等于歐姆表內(nèi)部電路的電阻即可；題③根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解即可；題（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)電流從紅表筆（+接線柱）進(jìn)從黑表筆（-接線柱）出可知，選擇開關(guān)接2時(shí)，電流從B流出，所以確定B是黑表筆；
選擇開關(guān)接1時(shí)為電流表，滿偏電流為10mA，按比例讀0-100刻度，電流表每小格讀數(shù)為0.2mA，應(yīng)進(jìn)行$\frac{1}{2}$估讀，估讀到0.1mA，所以讀數(shù)為I=6.9mA；
選擇開關(guān)接3時(shí)為電壓表，量程為250V，讀0-250刻度，電壓表每小格讀數(shù)為5V，應(yīng)進(jìn)行$\frac{1}{5}$估讀，估讀到1V，讀數(shù)為U=173V；
（2）②電阻箱的電阻為R_x=100×1Ω+10×5Ω+0×1=150Ω，C處為表盤中間刻度，根據(jù)歐姆表的讀數(shù)原理可知C處刻度應(yīng)為R=${R}_{x}^{\;}$=150Ω；
③根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)指針滿偏時(shí)應(yīng)有${I}_{g}^{\;}$=$\frac{E}{R}$=$\frac{E}{150}$，解得E=10${×10}_{\;}^{-3}×150V$=1.5V；
（3）指針在圖2時(shí)，電流表的讀數(shù)為I=6.9mA，設(shè)待測電阻為R，由I=$\frac{E}{R{+R}_{x}^{\;}}$=$\frac{1.5}{R+150}$解得則R=$\frac{E}{I}$-R_x=$\frac{1.5}{6.9{×10}_{\;}^{-3}}Ω$-150Ω=67Ω；
故答案為：（1）黑，6.9mA，173Ω；
（2）②150；③1.5；
（3）67

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①電流應(yīng)從“+”接線柱（紅表筆）解進(jìn)入，從“-”接線柱（黑表筆）流出；②電壓表與電流表的估讀方法是：首先確定每小格的讀數(shù)，若出現(xiàn)“1”則是$\frac{1}{10}$估讀，出現(xiàn)“2”則是$\frac{1}{2}$估讀，出現(xiàn)“5”則是$\frac{1}{5}$估讀．