Question

13．使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：
（1）仪器连线如图l所示（a和b是多用电表的两个表笔）．若两电表均正常工作，则表笔a为黑 （填“红”或“黑”）色；

（2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a），（b），（c）所示，再将多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为53.0mA；（保留3位有效数字）
（3）计算得到多用电表内电池的电动势为1.54V．（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）当用多用电表测电阻时，电源在表内，要使电流从图中电流表正极流进，从负极流出，因此表笔a连接电源的正极，所以表笔a为黑色的．
（2）多用电表测电阻时读数是表盘示数与倍率的乘积；由图示表盘确定其量程，然后读出其示数；电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数．
（3）应用闭合电路欧姆定律可以求出电源电动势．

解答 解：（1）多用电表在使用时必须使电流从红表笔（正接线柱）流进，黑表笔（负接线柱）流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔．
（2）多用电表用×1Ω挡，由图示可知，其示数为14.0×1Ω=14.0Ω；
电流表的量程是60mA，由图示可知，其分度值为1mA，示数为53.0mA；
电阻箱的读数为：0×100+0×10+4×1+6×0.1=4.6Ω．
（3）当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流I_g=$\frac{E}{r+R+{r}_{g}}$，将R_g取为r+r_g+R为多用电表的内阻，
当待测电阻等于R_g时，这时表头半偏，表针指在欧姆表盘的中值上，所以R_g又称为中值电阻．
当选择×1Ω挡测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Ω，
在（2）中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Ω，
干路电流是53.0 m A，则电源电动势是E=I（R_内+R_外）=0.053×（15+14）=1.537V≈1.54V．
故答案为：（1）黑；（2）53.0；（3）1.54．

点评 本题考查了判断表笔的颜色、电表读数、求电源电动势等问题，分析清楚电路结构、掌握基础知识是解题的前提与关键；要知道欧姆表内部结构，欧姆表内置电源的正极与“-”插孔相连，负极与“+”相连．