(12分)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等…——2011 高考物理第 10 题答案解析

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2011 全国 第 10 题 解答题 区分题
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10.(12分)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:


图 1


图2(a)


图2(b)


图2(c)

(1)仪器连线如图1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,则多用电表的读数为 14.0

Ω.电流表的读数为 53.0 mA,电阻箱的读数为 4.6 Ω:

(3)将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为 102mA;(保留3位有效数字)

(4)计算得到多用电表内电池的电动势为 1.54 V.(保留3位有效数字)

参考答案

(1) 黑; (2) 14.0,53.0,4.6; (3) 102; (4) 1.54

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【考点】B4:多用电表的原理及其使用;N4:用多用电表测电阻

【专题】16:压轴题

【分析】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.多用电表测电阻时读数是表盘示数与倍率的乘积;电流表的读数要注意量程

【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×1倍率测量,读数为: $1 4 . 0 \times 1 { = } 1 4 . 0 \Omega$ 电流表的量程是60mA,所以不能在表盘上直接读数,需要改装为10,20,30,40,50,60的表盘,然后读数为:53.0 m A

电阻箱的读数为: $0 \times 1 0 0 + 0 \times 1 0 + 4 \times 1 + 6 \times 0 . 1 { = } 4 . 6 \Omega$

> ③④多用电表测量电阻的原理是闭合电路的欧姆定律,多用电表内部的电路等效的直流电源(一般为电池)、电阻、表头与待测电阻串联,当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流 $\mathrm { I } _ { \mathrm { g } } { = } \frac { \tt G } { { \tt T } ^ { + } \mathrm { R } { + } \mathrm { r } _ { \tt f } }$ ,将 $\mathrm { R _ { g } }$ 取为 $\mathrm { \hbar ^ { + } r _ { g } ^ { \mathrm { \tiny ~ + } R } }$ 为多用电表的内阻,当待测电阻等于 $\mathrm { R _ { g } }$ 时,这时表头半偏,表针指在欧姆表盘的中值上,所以 $\mathrm { R _ { g } }$ 又称为中值电阻.当选择×1倍率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 $( \mathrm { R } _ { \mathrm { \scriptsize { R } } { \scriptsize { \beta } } } + \mathrm { R } _ { \mathrm { \scriptsize { 3 } } { \scriptsize { \gamma } } } ) \ = 0 . 0 5 3 \times \ ( 1 5 + 1 4 ) \ = 1 . 5 3 7 \mathrm { V } .$

则满偏电流 $\mathrm { I _ { g } = } \frac { \mathtt { E } } { \mathtt { R _ { g } } } \mathrm { = } \frac { 1 . \ 5 4 } { 1 5 } \mathrm { = } 1 0 2 \mathrm { m \ A }$

故答案为:①黑; ②14.0,53.0,4.6; ③102; ④1.54

【点评】由闭合电路的殴姆定律可得,电流与待测电阻不成比例,所以导致表盘的刻度不均匀.同时当表头半偏时,所测电阻等于中值电阻

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