Question

10．在物理課外活動中，某物理興趣小組根據(jù)所學知識制作了一個簡單的歐姆表，實驗原理如圖1所示，其中選用的電流表的滿偏電流為1mA，歐姆表盤尚未刻度．

（1）為了測量該歐姆表的內阻和表內電源電動勢，甲同學進行了如下實驗：
①將A、B接線柱短接，調節(jié)R₁的阻值使電表指針滿偏；
②將A、B接線柱同一電阻箱相連，調節(jié)電阻箱使電表指針剛好指在表盤的中間刻度處，此時電阻箱的電阻值為3000Ω．
③計算該歐姆表內電池的電動勢為3V．
（2）乙同學進行實驗探究的設計想利用該歐姆表測一個內阻不計的未知電源電動勢．于是將該歐姆表調零后，分別用A、B接線柱與未知電源的正、負極連接，若指針指在圖2所示位置，則待測電源的電動勢為1.2V．（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）為探究該實驗測驗是否準確，丙同學根據(jù)所學知識設計了如下的實驗：電路圖如圖3所示：其中E為供電電源，E_S為電動勢已知的標準電源（其電動勢用E_S表示），E_x是待測電動勢的電源，K為單刀雙擲開關，G為靈敏電流及，B為滑動觸頭，AC是一條粗細均勻的電阻線．實驗步驟如下：
①將K合向觸點1，調節(jié)C，使得G的示數(shù)為0；并測得C到A的距離為L₁
②將K合向觸點2，調節(jié)C，使得G的示數(shù)為0；并測得C到A的距離為L₂
則待測電源的電動勢為$\frac{{L}_{1}{E}_{3}}{{L}_{2}}$．（用E_S、L₁、L₂表示）

Answer 1

分析 （1）分析電路結構，根據(jù)閉合電路歐姆定律可明確電源的電動勢大小；
（2）根據(jù)歐姆定律可求得電源的總電動勢，再根據(jù)兩電源的連接方式進行分析，從而求出待測電源的電動勢；
（3）明確補償法的基本原理，根據(jù)供電電路分析AB間的電勢差，要使G中電流為零應使接入電源與供電電路提供的電勢差大小相等方向相反，從而明確待測電源的電動勢．

解答 解：（1）指針指在中間位置，故示數(shù)為5mA，此時電阻箱電阻應與內電阻相同，故內外電阻之和為：R=2×3000=6000Ω，故電源電動勢為：E=0.5×10^-3×6000=3V；
（2）由圖可知，電流表示數(shù)為0.6mA，電源的總電動勢為：E_總=0.6×10^-3×3000=1.8V；故說明兩電源的電動勢應相反，而待測電源的電動勢為：E’=3-1.8=1.2V；
（3）要使G中電流為零，應使AB間電勢差為零，則有：
$\frac{{L}_{1}}{L}E$=E_測
$\frac{{L}_{2}}{L}E={E}_{S}$   
聯(lián)立解得：E_測=$\frac{{L}_{1}{E}_{3}}{{L}_{2}}$
故答案為：（1）3；   （2）1.2；  （3）$\frac{{L}_{1}{E}_{3}}{{L}_{2}}$

點評 本題考查閉合電路歐姆定律的應用，要注意正確分析電路結構，明確實驗原理，從而確定實驗方法；本題關鍵明確第三問中補償法的正確應用，掌握電路分析的基本方法．