题目内容
9.某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路,通过控制电键S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率.所用器材如下:A.干电池:电动势E=l.5V,内阻r=0.5Ω
B.电流表 G:满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=150Ω
C.定值电阻R1=1200Ω
D.电阻箱R2和R3:最大阻值都为999.9Ω
E.电阻箱R4:最大阻值9999Ω
F.电键一个,红、黑表笔各1支,导线若干
(1)该实验小组按图a正确连接好电路.当电键S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=149.5Ω,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内,则R内=1500Ω,欧姆表的倍率是×10(选填“×1”、“×10”).
(2)闭合电键S:
第一步:调节电阻箱R2和R3,当R2=14.5Ω且R3=150Ω时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;
第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图b所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为100Ω.
分析 (1)由闭合电路欧姆定律可求得欧姆表的内阻,根据表盘的刻度分布可知对应的倍率;
(2)根据闭合电路欧姆定律可求得两电阻的阻值,再由所用倍率及对应的示数即可求得欧姆表内阻.
解答 解:(1)由闭合电路欧姆定律可知:
欧姆表的内阻为:R中=$\frac{E}{I}$=1500Ω,
则R2=R中-R1-Rg-r=1500-1200-150-0.5=149.5Ω,
中值电阻应为1500Ω,根据多用电表的刻度设置可知,表盘上只有两种档位,若为×1,则中性电阻太大,不符合实际,故欧姆表倍率应为“×10”.
(2)为了得到“×1”倍率,应让满偏时对应的电阻为150Ω;
电流为:I1=$\frac{1.5}{150}$=0.01A;
此时表头中电流应为0.001A;则与之并联电阻R3电流应为:0.01-0.001=0.009A,
并联电阻为:R3=$\frac{0.001×(150+1200)}{0.009}$=150Ω;
R2+r=$\frac{1.5-1.35}{0.01}$=15Ω
故R2=15-0.5=14.5Ω;
图示电流为0.60mA;
则总电阻为:R总=$\frac{1.5}{0.60}$×103=2500Ω
故待测电阻为:R测=2500-1500=1000Ω;
故对应的刻度应为100
(1)149.5 1500 x10
(2)14.5 150 100
点评 本题考查多用电表的原理,要注意明确多用电表的基本原理为闭合电路欧姆定律,同时注意串并联电路的规律的正确应.
练习册系列答案
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