Question

16．如图1所示，E为供电电源，E_S为标准电源的电动势，E_x为待测电源的电动势，R_P是起限流作用的滑动电阻器，r₀是保护电阻，AB是总长为L、标有刻度均匀电阻丝（单位长度的电阻为k，k值未知）．
（1）测量前，断开开关S₁和S₂，将R_p滑片调到电阻的位置最左（填“左”或“右”）端．
（2）测量时，首先闭合S₁调节R_P的位置，使电流表的电流为I，这时通过电阻丝AB的电流为I，电阻丝AB上有一定的电势降落．
（3）接着将S₂合到“1”位置，移动滑动片C的位置，改变电阻丝AC的长度，使电流表的示数仍为I，记录电阻丝AC部分的长度L_AC1，则此时流过电阻r₀的电流为0，AC两端的电压为U_AC1=I•kL_AC1=${E}_{S}^{\;}$．
（4）再将S₂转换到“2”位置，移动滑片C的位置，改变AC的阻值，使电流表的示数仍为I，记录电阻丝AC的长度L_AC2，则此时AC两端的电压变为U_AC2=I•kL_AC2=${E}_{X}^{\;}$．
根据上述数据，可得被测电源的电动势E_x=$\frac{{L}_{AC2}^{\;}}{{L}_{AC1}^{\;}}{E}_{S}^{\;}$．
（说明：图中的电流表A读数不变，相当图2中的电流G的读数为零）

Answer 1

分析 （1）分析电路可知，该电路是一个并联分压电路，当E_S电压等于AC电压时，使电流表指针指零；接入电源对原电路没有影响；
（2）根据两次AC电压的关系找出E_X和E_S的关

解答 解：（1）测量前，断开开关${S}_{1}^{\;}$、${S}_{2}^{\;}$，为了安全将${R}_{P}^{\;}$滑片调到接入电路阻值最大的位置，即滑到最左端
（3）根据题意可知，加入标准电源和待测电阻不会影响AB中的电流，因此两种情况下流过AB的电流均为I，流过${r}_{0}^{\;}$的电流为0，
AC段电压等于接入标准电源的电动势${E}_{S}^{\;}$
（4）要使G中电流为零，则应使AC段的电压恰好等于接入电源的电动势，设AB上单位长度的电阻为k，则有：
$Ik{L}_{AC1}^{\;}={E}_{S}^{\;}$
$Ik{L}_{AC2}^{\;}={E}_{X}^{\;}$
联立解得：${E}_{X}^{\;}=\frac{{L}_{AC2}^{\;}}{{L}_{AC1}^{\;}}{E}_{S}^{\;}$
故答案为：（1）左（3）0，${E}_{S}^{\;}$（4）${E}_{X}^{\;}$，$\frac{{L}_{AC2}^{\;}}{{L}_{AC1}^{\;}}{E}_{S}^{\;}$

点评 本题关键明确实验原理，知道并联分压电路，用ES去抵消AC上分得的电压，使得电流表指针指为零．