Question

2．某学生实验小组利用图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；电压表：量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5kΩ；导线若干．
回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点．
（2）将图1中多用电表的红表笔和1（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．
（3）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2所示，这时电压表的示数如图3所示．多用电表和电压表的读数分别为15.0kΩ和3.60 V．
（4）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12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为12.0 kΩ．
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图4所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为9.00V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为15.0 kΩ．

Answer 1

分析 （1）欧姆表使用前一定要欧姆调零；
（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；
（3）欧姆表读数等于倍率乘以表盘读数，伏特表读数要估读；
（4）欧姆表测量的是外电路的总电阻，由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值；
（5）由于半偏电流是满偏电流的一半，故欧姆表的中值电阻等于内电阻；根据闭合电路欧姆定律求解电动势．

解答 解：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔短接后，调节调零旋钮，使电流表满偏；
（2）多用电表的红表笔对应欧姆表内电源的负极，所以红表笔应接电压表的负接连柱，故红表笔接触1；
（3）欧姆表读数=倍率×表盘读数=1k×15.0Ω=15.0kΩ；电压表读数为3.60V；
（4）由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值，为12.0kΩ；
（5）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12.0kΩ和4.00V；
多用电表的中值电阻等于内电阻，故R=15.0kΩ；
由闭合电路欧姆定律I=$\frac{E}{R+r}$和欧姆定律U=IR_V可知，E=$\frac{U}{{R}_{V}}$（R+R_V），
代入数据有：E=$\frac{4.0V}{12000Ω}$×（12000Ω+15000Ω）=9.0V，联立解得E=9.00V；
故答案为：（1）短接；（2）1；（3）15.0；3.60；（4）12.0；（5）9.00；15.0．

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．