Question

5．某學(xué)生實驗小組利用如圖所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1k”檔內(nèi)部電路的總電阻，使用的器材有：
多用電表；電壓表：量程5V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5kΩ；導(dǎo)線若干．
回答下列問題：
（1）將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)歐姆零點．
（2）將圖1中多用電表的黑表筆和2（選填“1”或“2”）端相連，紅表筆連接另一端．
（3）將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖2所示，這時電壓表的示數(shù)如圖所示．多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為15kΩ和3.60　V．
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12kΩ和4.00V．從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為12kΩ．
（5）多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖3所示．根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為9，電阻“×lk”擋內(nèi)部電路的總電阻為15kΩ．

Answer 1

分析 （2）紅正黑負，電流從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表；
（3）歐姆表讀數(shù)等于倍率乘以表盤讀數(shù)，伏特表讀數(shù)要估讀；
（4）歐姆表測量的是外電路的總電阻，由于滑動變阻器被短路，故歐姆表讀數(shù)即為電壓表阻值；
（5）由于半偏電流是滿偏電流的一半，故歐姆表的中值電阻等于內(nèi)電阻；將多用電表視為電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電動勢．

解答 解：（2）為了保證電流流向為：紅正黑負“電源內(nèi)部電源的正極接在黑表筆上；即電流從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表；為了讓電流從電壓表正接線柱流入，紅表筆接觸1，黑表筆接2；
（3）歐姆表讀數(shù)等于倍率與表盤讀數(shù)的乘積；則讀數(shù)為R=1k×15.0Ω=15kΩ；電壓表量程為5V，則最小分度為0.1V；故讀數(shù)為3.60V；
（4）由于滑動變阻器被短路，故歐姆表讀數(shù)即為電壓表阻值，故電壓表內(nèi)阻為12×1000=12kΩ；
（5）歐姆表的中值電阻等于內(nèi)電阻，故歐姆表1k檔位的內(nèi)電阻為15kΩ；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，電動勢為：E=U+$\frac{U}{R}$r=4V+$\frac{4}{12000}$×15000=9V；
故答案為：（1）2； （2）15，3.60V；
（3）12；
（4）9.0，15.0

點評 本題考查測量多用電表電動勢和內(nèi)阻的實驗，這是我們所較為陌生的實驗；但只要通過分析明確實驗原理，會使用歐姆表和電壓表測量電阻和電壓，同時能結(jié)合閉合電路歐姆定律靈活列式求解，即可順利求解并能掌握多用電表的基本原理．