Question

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

（1）將多用電表擋位調到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，調零點．
（2）將圖1中多用電表的紅表筆和1（選填“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到適當位置，使多用電表的示數(shù)如圖2所示，這時電壓表的示數(shù)如圖3所示．多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為15.0kΩ和3.60 V．

（4）調節(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，電壓表的內阻為12.0 kΩ．
（5）多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖4所示．根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內電池的電動勢為9.00V，電阻“×1k”擋內部電路的總電阻為15.0 kΩ．

Answer 1

分析 （1）歐姆表使用前一定要進行歐姆調零；
（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）歐姆表在使用中應先將紅黑表筆短接，進行歐姆調零；
（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電阻，故歐姆表1k檔位的內電阻為15.0kΩ；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，電動勢為：E=U+$\frac{U}{R}$•r=4V+$\frac{4}{12000}$×15000=9V；
故答案為：（1）短接　（2）1�。�3）15.0　3.60�。�4）12.0； （5）9.00　15.0

點評 本題考查多用電阻內電源電動勢和內阻的測量，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，并掌握歐姆表原理，同時能結合閉合電路歐姆定律靈活地列式分析．