Question

5．某学生实验小组利用如图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”档内部电路的总电阻，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，调欧姆零点．
（2）将图1中多用电表的黑表笔和2（选填“1”或“2”）端相连，红表笔连接另一端．
（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所示．多用电表和电压表的读数分别为15kΩ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12kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为12kΩ．
（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3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，电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为15kΩ．

Answer 1

分析 （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；将多用电表视为电源，根据闭合电路欧姆定律求解电动势．

解答 解：（2）为了保证电流流向为：红正黑负“电源内部电源的正极接在黑表笔上；即电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；为了让电流从电压表正接线柱流入，红表笔接触1，黑表笔接2；
（3）欧姆表读数等于倍率与表盘读数的乘积；则读数为R=1k×15.0Ω=15kΩ；电压表量程为5V，则最小分度为0.1V；故读数为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，故电压表内阻为12×1000=12kΩ；
（5）欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表1k档位的内电阻为15kΩ；
根据闭合电路欧姆定律，电动势为：E=U+$\frac{U}{R}$r=4V+$\frac{4}{12000}$×15000=9V；
故答案为：（1）2； （2）15，3.60V；
（3）12；
（4）9.0，15.0

点评 本题考查测量多用电表电动势和内阻的实验，这是我们所较为陌生的实验；但只要通过分析明确实验原理，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列式求解，即可顺利求解并能掌握多用电表的基本原理．