Question

4．在练习使用多用电表时，某同学将选择开关拨至“×10”挡时，欧姆表的内部结构可简化为图甲中虚线框内的电路，欧姆表已经进行了必要的调零．该同学想用一个电阻箱R_x较精确地测出该电路中电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻R_内（即R_g+R₀+r），他的操作步骤是：
a．将欧姆表与电阻箱R_x连成图甲所示的闭合电路；
b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数R_x和对应的电流表G的示数I；
c．将记录的各组R_x、I的数据描点在乙图中，得到$\frac{1}{I}$-R_x图线；
d．由乙图所作$\frac{1}{I}$-R_x图线，求出电源电动势E和欧姆表内阻R_内．
图甲中，a表笔的颜色是黑（填红或黑），电源电动势E为8V，欧姆表内阻R_内为160Ω，电流表G的量程是50mA．
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Answer 1

分析 欧姆表内置电源的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连；根据电路图应用欧姆定律求出函数图象表达式，然后根据函数表达式与图象求出电动势与内阻．

解答 解：由图甲所示可知，a与电源正极相连，则a表笔是黑色的；
由图甲所示，在闭合电路中，电源电动势：E=I（R_g+R₀+r+R_X），
$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R_X+$\frac{{R}_{g}+{R}_{0}+r}{E}$，由图乙所示图象可知，图象纵轴截距：b=$\frac{{R}_{g}+{R}_{0}+r}{E}$=20，
图象斜率：k=$\frac{1}{E}$=$\frac{△\frac{1}{I}}{△R}$=$\frac{70-20}{400}$=0.125，解得：E=8V，内阻：R_内=R_g+R₀+r=160Ω，
电流表G的满偏电流I_g=$\frac{E}{{R}_{内}}$=$\frac{8}{160}$=0.05A=50mA，则电流表量程为50mA；
故答案为：黑；8；160；50．

点评 根据电路图与闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式，根据函数表达式与图象可以求出电源电动势与内阻，要掌握应用图象法处理实验数据的方法．