Question

5．某同學(xué)用如圖1所示的電路測量歐姆表的內(nèi)阻和電源電動(dòng)勢（把歐姆表看成一個(gè)電源，且已選定倍率并進(jìn)行了歐姆調(diào)零）．實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格如下：
電流表A₁（量程200 μA，內(nèi)阻R₁=300Ω）
電流表A₂（量程30mA，內(nèi)阻R₂=5Ω）
定值電阻R₀=9 700Ω
滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0～500Ω）
（1）閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭至某一位置，讀出電流表A₁和A₂的示數(shù)分別為I₁和I₂．多次改變滑動(dòng)觸頭的位置，得到的數(shù)據(jù)見表．

I1（μA）	120	125	130	135	140	145
I2（mA）	20.0	16.7	13.2	10.0	6.7	3.3

數(shù)據(jù)，作出I₁-I₂圖線如圖2所示；據(jù)圖可得，歐姆表內(nèi)電源的電動(dòng)勢為E=1.50V，歐姆表內(nèi)阻為r=15.0Ω．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（2）將該歐姆表兩個(gè)表筆短接時(shí)，通過歐姆表的電流為0.10A
（3）若某次電流表A₁的示數(shù)是114 μA，則此時(shí)歐姆表示數(shù)約為47.5Ω （結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）選擇合適的坐標(biāo)值，標(biāo)點(diǎn)后用直線將各點(diǎn)相連，誤差較大的點(diǎn)可以舍去；由閉合電路歐姆定律得圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動(dòng)勢，圖象的斜率絕對(duì)值為歐姆表內(nèi)阻；
（2）將該歐姆表兩個(gè)表筆短接，通過歐姆表的電流為I=$\frac{E}{r}$．
（3）歐姆表顯示的示數(shù)為外部電阻，由歐姆定律求得外部電阻即可求解

解答 解：（1）將各點(diǎn)依次描出，連線如圖所示．

圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢，由閉合電路歐姆定律可知，
歐姆表內(nèi)電源的電動(dòng)勢E=150μA×（300+9700）=1.50V．
圖象的斜率絕對(duì)值為歐姆表內(nèi)阻，故內(nèi)阻約為r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.50-1.20}{0.020-0}$=15.0Ω，
（2）將該歐姆表兩個(gè)表筆短接，通過歐姆表的電流為I=$\frac{E}{r}$=0.10A．
（3）由圖可知，電流表A₁的示數(shù)是114μA時(shí)，電流為24mA；由歐姆定律可知，外部電阻R=$\frac{1.14}{24×1{0}^{-3}}$=47.5Ω；
則歐姆表的示數(shù)應(yīng)為47.5Ω
故答案為：（1）如上圖；1.5，15.0．（2）0.10；（3）47.5

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意掌握實(shí)驗(yàn)的原理及數(shù)據(jù)處理方法；明確本題中路端電壓的求法．