(8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内…——2013 高考物理第 10 题答案解析

2013_新课标I卷

2013 全国 第 10 题 解答题 区分题
2013_新课标I卷

10.(8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻 $^ { \prime \prime } \times 1 \mathsf { k } ^ { \prime \prime }$ 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 $^ { \prime \prime } \times 1 \mathsf { k } ^ { \prime \prime }$ 挡,再将红表笔和黑表笔 短接 ,调零点。

(2)将图(a)中多用电表的红表笔和 1 (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(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 15.0 kΩ和 3.60 V。


图(a)


图(b)


图(c)


图(d)

(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 12.0kΩ。

(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(d)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 9.00 V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为15.0 kΩ。

参考答案

(1) 短接; (2) 1; (3) 15.0,3.60; (4) 12.0; (5) 9.00,15.0

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【考点】N3:测定电源的电动势和内阻

【专题】13:实验题;535:恒定电流专题

【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 $= 1 \mathsf { k } \times 1 5 . 0 \Omega = 1 5 . 0 \mathsf { k } \Omega$ ;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 $\mathsf { R } { = } 1 5 . 0 \mathsf { k } \Omega$

由闭合电路欧姆定律 $\mathsf { I } = \frac { \mathtt { E } } { \mathtt { R } + \mathtt { r } }$ 和欧姆定律 $\mathsf { U } = \mathsf { I R } _ { \mathsf { V } }$ 可知, $E = \frac { \Delta } { R _ { y } } ( R + R _ { y } )$

代入数据有:

$$ \mathrm{E} = \frac {4 . 0 \mathrm{V}}{1 2 \mathrm{k} \Omega} (1 2 \mathrm{k} \Omega + 1 5 \mathrm{k} \Omega) = 9. 0 0 \mathrm{V}, $$

故答案为:(1)短接;(2)1; (3)15.0,3.60;④12.0; ⑤9.00,15.0。

【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。

✅ 来源:2013年 · 全国 · 2013_新课标I卷 · 第 10 题 · 本题已通过全部自动发布校验
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