Question

18．指针式多用表欧姆档的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成，现设计一个实验，测量多用表“×1Ω”挡的内部电源的电动势和内部总电阻．给定的器材有：待测多用电表，量程为100mA的电流表，最大电阻为20Ω的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干．实验过程如下：
（1）实验前将多用电表调至“×1Ω”挡，将红黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在电阻（选填“电阻”、“电流”）的零刻度；
（2）用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在如图甲的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整；
（3）调节滑动变阻器，读出多用表示数R、毫安表示数I，求出电流倒数$\frac{1}{I}$，记录在下面的表格中，
请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图；

R/Ω	4	7	10	14	18	20
I/×10-3A	78.0	67.0	60.0	52.0	45.0	43.0
$\frac{1}{I}$/A-1	12.8	14.9	16.7	19.2	22.2	23.2

（4）请通过图线求出多用表内部电源的电动势为1.50V；内部总电阻为15.0Ω（结果保留三位有效数字）；
（5）电流表存在一定的内阻，这对实验结果无影响（选填“有影响”、“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆调零的方法可明确指针的位置；
（2）根据实验原理可明确实验实物图；
（3）根据描点法可得出对应的图象如图所示；
（4）根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式，再结合数学规律可明确电动势和内电阻；
（5）根据实验原理分析实验中电流表内阻所带来的影响．

解答 解：（1）在进行欧姆调零时，应将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；
（2）多用电表视为电源处理，根据测量电源的电动势和内电阻实验原理可知电路结构，注意多用电表内部电源的正极与黑表笔接触；同时滑动变阻器采用限流接法；测量电路如图所示；
（3）根据描点法可得出对应的图象如图所示；

（4）根据闭合电路欧姆定律可知：I=$\frac{E}{R+r}$
变形可得：
R=$\frac{E}{I}$-r；
则由图可知，当电阻为零时，$\frac{1}{I}$=10；
则有：0=10E-r；
图象的斜率表示电源的电动势；故E=k=$\frac{15}{20-10}$=1.50V；
多用电表内阻r=15.0Ω；
（5）由于使用欧姆表直接读出了外部电阻中包含了电流表内阻；故电流表内阻对实验没有影响；
故答案为：（1）电阻；（2）如图所示；（3）如图所示；（4）1.50；15.0；无影响．

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验，要注意明确本题中将多用电表视为电源处理，此时电表内阻视为电源内阻；注意多用电表的内部原理；同时注意图象分析数据的基本方法．