Question

19．某物理兴趣小组在练习使用多用电表的实验中，设计如图（a）所示的电路．回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，欧姆调零后将图（a）中多用电表的黑表笔和2（选填“1”或“2”）端相连，红表笔连接另一端．
（2）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15kΩ和3.60V．
（3）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R₁和U₁，可知电压表的内阻R_V=R₁．
（4）设此多用电表表内电池的电动势为E，电阻“×1k”挡的内部电路总电阻为R，则E与R的关系式为E=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{V}}$R+U₁（用前面测得的R_V和U₁表示）．

Answer 1

分析 （1）欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连；红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；
（2）欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；根据图示表盘确定电压表量程与分度值，然后读出其示数；
（3）根据电路图与实验数据求出电压表内阻；
（4）根据闭合电路欧姆定律分析求出电源电动势．

解答 解：（1）欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，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；
（2）多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，由图（b）所示可知，多用电表读数为：15×1k=15kΩ；
由图（c）所示电压表表盘可知，其量程为5V，分度值为0.1V，示数为：3.60V；
（3）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，欧姆表测量的是电压表内阻，由题意可知，多用电表和电压表的读数分别为R₁和U₁，电压表的内阻R_V=R₁；
（4）在闭合电路中，E=U+IR=U₁+$\frac{{U}_{1}}{{R}_{V}}$R，即：E=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{V}}$R+U₁；
故答案为：（1）2；（2）15；3.60；（3）R₁；（4）E=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{V}}$R+U₁．

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．对电表读数时视线要与刻度线垂直．