Question

18．指針式多用表歐姆檔的內部電路是由直流電源、調零電阻和表頭相串聯(lián)而成，現(xiàn)設計一個實驗，測量多用表“×1Ω”擋的內部電源的電動勢和內部總電阻．給定的器材有：待測多用電表，量程為100mA的電流表，最大電阻為20Ω的滑動變阻器，鱷魚夾，開關，導線若干．實驗過程如下：
（1）實驗前將多用電表調至“×1Ω”擋，將紅黑表筆短接，調節(jié)旋鈕，使指針指在電阻（選填“電阻”、“電流”）的零刻度；
（2）用鱷魚夾將紅、黑表筆固定在如圖甲的兩接線柱上，請用筆畫線代替導線將圖甲電路連接完整；
（3）調節(jié)滑動變阻器，讀出多用表示數(shù)R、毫安表示數(shù)I，求出電流倒數(shù)$\frac{1}{I}$，記錄在下面的表格中，
請根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖乙的坐標系中描點作圖；

R/Ω	4	7	10	14	18	20
I/×10-3A	78.0	67.0	60.0	52.0	45.0	43.0
$\frac{1}{I}$/A-1	12.8	14.9	16.7	19.2	22.2	23.2

（4）請通過圖線求出多用表內部電源的電動勢為1.50V；內部總電阻為15.0Ω（結果保留三位有效數(shù)字）；
（5）電流表存在一定的內阻，這對實驗結果無影響（選填“有影響”、“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆調零的方法可明確指針的位置；
（2）根據(jù)實驗原理可明確實驗實物圖；
（3）根據(jù)描點法可得出對應的圖象如圖所示；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對應的表達式，再結合數(shù)學規(guī)律可明確電動勢和內電阻；
（5）根據(jù)實驗原理分析實驗中電流表內阻所帶來的影響．

解答 解：（1）在進行歐姆調零時，應將紅黑表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處；
（2）多用電表視為電源處理，根據(jù)測量電源的電動勢和內電阻實驗原理可知電路結構，注意多用電表內部電源的正極與黑表筆接觸；同時滑動變阻器采用限流接法；測量電路如圖所示；
（3）根據(jù)描點法可得出對應的圖象如圖所示；

（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：I=$\frac{E}{R+r}$
變形可得：
R=$\frac{E}{I}$-r；
則由圖可知，當電阻為零時，$\frac{1}{I}$=10；
則有：0=10E-r；
圖象的斜率表示電源的電動勢；故E=k=$\frac{15}{20-10}$=1.50V；
多用電表內阻r=15.0Ω；
（5）由于使用歐姆表直接讀出了外部電阻中包含了電流表內阻；故電流表內阻對實驗沒有影響；
故答案為：（1）電阻；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）1.50；15.0；無影響．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻實驗，要注意明確本題中將多用電表視為電源處理，此時電表內阻視為電源內阻；注意多用電表的內部原理；同時注意圖象分析數(shù)據(jù)的基本方法．