Question

7．某同学用如图1所示的电路测量多用表的内阻和内部电池的电动势．
（1）多用电表右侧表笔为黑（填“红表笔”和“黑表笔”）．将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“×1”，将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在右侧满刻度处．
（2）移动滑动变阻器R的触头，分别读出五组电压表（内阻较大，可视为理想表）和欧姆表示数U、R，并将计算得出的$\frac{1}{U}$、$\frac{1}{R}$记录在表格中，并在坐标纸上作出了$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图线，如图2，其中第四次测量时欧姆表的示数如图3，其阻值为30.0Ω． 

	1	2	3	4	5
$\frac{1}{U}$	2.50	1.70	1.25	1.00	0.85
$\frac{1}{R}$	0.18	0.10	0.06		0.02

（3）根据图线得出多用表内部电池的电动势为1.50V，多用电表欧姆挡“×1”时内电阻为16.0Ω．（结果保留三位有效数字）
（4）若改用已使用较长时间的多用表（电池电动势变小，内阻变大）．但仍能调零后测电阻，其测得电阻R值与原来相比变大（填“偏大”、“不变”或“偏小”）．

Answer 1

分析 ①根据多用电表的结构及读数方法可得出表笔的位置及读数；
②根据欧姆档的读数方法可得出对应的阻值；并根据描点法得出对应的图象；
③根据闭合电路欧姆定律列出方程，再由图象的性质明确电动势和内阻的大小；
④根据多用电表中欧姆档的测量原理可得出能否正确使用．

解答 解：（1）由图可知，右侧表笔接电内部电压的正极，为保证电流由红进黑出，则右表笔应接黑接线柱；
（2）欧姆档选择档位为×1；则其读数为30×1=30.0Ω；
（3）由闭合电路欧姆定律可知：
E=U+$\frac{U}{R}r$；
变形得：
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}R$；
可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势的倒数，解得E=1.5V；
图象的斜率表示$\frac{r}{E}$，则r=1.5×$\frac{2.5-0.8}{0.18-0.02}$=16.0Ω
（4）因电动势变小，欧姆调零要达到满偏电流需减小内阻，故调零后总内阻变小，即中值电阻变小；
欧姆表内阻R_内调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，
由I=$\frac{E}{{R}_{x}+{R}_{内}}$
可知当R_内变小时，I变小，指针比原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了
故答案为：①黑表笔；②如图所示；③1.5；16.0；④偏大．

点评 本题考查了欧姆表的使用及电路故障检测方法，使用欧姆表测电阻时，要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近；可以使用电压表、电流表与欧姆表检测电路故障，要掌握其检测方法与注意事项．