Question

17．某學(xué)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，表盤如圖b所示；
電壓表：量程5V，內(nèi)阻十幾千歐；
滑動變阻器：最大阻值5kΩ；
導(dǎo)線若干．
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2（選填“1”或“2”）端相連，黑表筆連接另一端．
（3）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15.0kΩ和4.00V．從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為15kΩ．
（4）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（c）所示．根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15kΩ，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為8V．

（5）在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若BC
A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大
B．歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大
C．選擇“×1”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于25Ω
D．測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過小，則需減小倍率，重新調(diào)零后再進行測量．

Answer 1

分析 （1）歐姆表使用前一定要歐姆調(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；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．
（5）歐姆表是測量電阻的儀表，把被測電阻串聯(lián)在紅黑表筆之間，歐姆表電流是從黑表筆流出紅表筆流入．測量電阻時，先選擇擋位，然后進行歐姆調(diào)零，再進行測量，注意 每次換檔后必須重新歐姆調(diào)零，最后將旋鈕旋至交流電壓的最高檔．測電阻時待測電阻不僅要和電源斷開，而且要和別的元件斷開．

解答 解：（1）歐姆表使用前一定要歐姆調(diào)零，即紅黑表筆短接后，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使電流表滿偏；
（2）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2，黑表筆接1；
（3）歐姆表讀數(shù)=倍率×表盤讀數(shù)=1K×15.0Ω=15.0kΩ；電壓表讀數(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15.0KΩ；
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+$\frac{4}{15KΩ}$×15kΩ=8V；
（5）A、人是導(dǎo)體，若雙手捏住兩表筆金屬桿，待測電阻與人體并聯(lián)，測量值將偏小，故A錯誤；
B、當(dāng)兩表筆短接（即R_x=0）時，電流表應(yīng)調(diào)至滿偏電流I_g，設(shè)此時歐姆表的內(nèi)阻為R_內(nèi)，電流：I_g=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}}$，內(nèi)阻R_內(nèi)=$\frac{E}{{I}_{g}}$，當(dāng)指針指在刻度盤的正中央時I=$\frac{{I}_{g}}{2}$，$\frac{{I}_{g}}{2}$=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}+{R}_{X}}$，代入數(shù)據(jù)可得R_X=R_內(nèi)；當(dāng)電池用久后，電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流I_g不變，由公式I_g=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}}$，歐姆表內(nèi)阻R_內(nèi)得調(diào)小，
待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}+{R}_{X}}$=$\frac{{I}_{g}{R}_{內(nèi)}}{{R}_{內(nèi)}+{R}_{X}}$=$\frac{{I}_{g}}{1+\frac{{R}_{X}}{{R}_{內(nèi)}}}$，可知當(dāng)R_內(nèi)變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了，故B正確．
C、歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，即測量值小于25Ω，大于20Ω，即測量值可能小于25Ω，故C正確；
D、測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過小，則需增大倍率，重新調(diào)零后再進行測量；故D錯誤；
故答案為：（1）短接   （2）2     （3）15     （4）15   8   （5）BC

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，關(guān)鍵明確多用電表的使用，關(guān)鍵要理清電路結(jié)構(gòu)；歐姆表使用時每次換擋都要歐姆調(diào)零．要注意測量誤差應(yīng)如何來分析．