Question

6．在练习使用多用表时，某同学将选择开关拨至“×10Ω”档时，欧姆表的内部结构可简化成图甲中虚线框内的电路，其中定值电阻R₀与电流表G 的内阻之比R₀：R_g=1：4，电流表G 的量程已知，故能正确读出流过电流表G 的电流值．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较精确的测出该倍率下电路中电源的电动势E 和欧姆表的总内阻R_内，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回路
b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数R_x和与之对应的电流表G的示数I_G；
c．将记录的各组R_x、I_G 的数据描点在乙图中，得到$\frac{1}{I_G}$-R_x图线如图乙所示；
d．根据乙图作得的I_G-R_x图线，求出电源的电动势E和欧姆表的总内阻R_内．
图甲中，a 表笔和b表笔的颜色分别是黑和红，电源的电动势E 为9V，欧姆表总内阻R内为180Ω． 电流表G 的量程是0.01 A．

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_内+R_X），而又因R₀：R_g=1：4，则I=5I_g　　则E=5I_g（R_内+R_x）
     则：$\frac{1}{{I}_{g}}=\frac{5}{E}{R}_{x}+\frac{5{R}_{内}}{E}$
由图乙所示图象可知，图象纵轴截距：b=$\frac{5{R}_{内}}{E}$=100    ①，
 图象斜率：k=$\frac{5}{E}$=$\frac{300-100}{360}$=$\frac{20}{36}$   ②
解得：E=9V，内阻：R_内=180Ω，
电流表G的满偏电流为：I_g=$\frac{E}{{R}_{内}}$×$\frac{1}{5}$=$\frac{9}{180}$×$\frac{1}{5}$=0.01A，则电流表量程为0.01A．
故答案为：黑，红，9，180，0.01

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