题目内容

14.学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:多用电表;电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5kΩ;导线若干.请回答下列问题:

(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔短接,调零点.
(2)将图(a)中多用电表的红表笔和1(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示.多用电表和电压表的读数分别为15.0kΩ和3.60V.
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V.从测量数据可知,电压表的内阻为12.0kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为9.0V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为15.0kΩ.

分析 (1)欧姆表在使用时应进行欧姆调零;
(2)红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;
(3)欧姆表读数等于倍率乘以表盘读数,伏特表读数要估读;
(4)欧姆表测量的是外电路的总电阻,由于滑动变阻器被短路,故欧姆表读数即为电压表阻值;
(5)由于半偏电流是满偏电流的一半,故欧姆表的中值电阻等于内电阻;根据闭合电路欧姆定律求解电动势.

解答 解:(1)欧姆表每次换档后均应进行欧姆调零;
(2)电源内部接法为红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接触1,黑表笔接2;
(3)欧姆表读数=倍率×表盘读数=1K×15.0Ω=15.0kΩ;电压表最小分度为0.1V,故读数为3.60V;
(4)由于滑动变阻器被短路,故欧姆表读数即为电压表阻值,为12.0kΩ;
(5)欧姆表的中值电阻等于内电阻,故欧姆表1K档位的内电阻为15.0kΩ;
根据闭合电路欧姆定律,电动势为:E=U+$\frac{U}{R}$•r=4V+$\frac{4V}{12×1{0}^{3}Ω}$×15×103Ω=4V+5V=9.0V;
故答案为:(1)短接 (2)1  (3)15.0,3.60   (4)12.0    (5)9.0,15.0

点评 本题关键是明确实验原理,会使用欧姆表和电压表测量电阻和电压,同时能结合闭合电路欧姆定律灵活地列式分析.

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