Question

3．某實驗小組用下列器材設(shè)計了如圖1所示的歐姆表電路，通過調(diào)控電鍵S和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“×1”、“×10”兩種倍率．
A．干電池：電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω
B．電流表mA：滿偏電流I_g=1mA，內(nèi)阻R_g=150Ω
C．定值電阻R₁=1200Ω
D．電阻箱R₂：最大阻值999.99Ω
E．電阻箱R₃：最大阻值999.99Ω
F．電阻箱R₄：最大阻值9999Ω
G．電鍵一個，紅、黑表筆各1支，導線若干

（1）該實驗小組按圖1正確連接好電路．當電鍵S斷開時，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R₂，使電流表達到滿偏電流，此時閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R_內(nèi)，則R_內(nèi)=1500Ω，歐姆表的倍率×10（選填“×1”、“×10”）．
（2）閉合電鍵S：
第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R₂和R₃，當R₂=14.5Ω且R₃=150Ω時，再將紅、黑表筆短接，電流表再次達到滿偏電流．
第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R₄，調(diào)節(jié)R₄，當電流表指針指向圖2所示的位置時，對應的歐姆表的刻度值為50Ω．

Answer 1

分析 （1）由閉合電路歐姆定律可求得歐姆表的內(nèi)阻，根據(jù)表盤的刻度分布可知對應的倍率；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可求得兩電阻的阻值；再由所用倍率及對應的示數(shù)即可求得歐姆表的刻度

解答 解：（1）由閉合電路歐姆定律可知：
內(nèi)阻R_丙=$\frac{E}{I}=\frac{1.5}{0.001}$=1500Ω；
故中值電阻應為1500Ω，根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知，表盤上只有兩種檔位，若為×1，則中性電阻太大，不符合實際，故歐姆表倍率應為“×10”．
（2）為了得到“×1”倍率，應讓滿偏時對應的電阻為150Ω；
電流I₁=$\frac{E}{R}$=$\frac{1.5}{150}$=0.01A；
此時表頭中電流應為0.001A；則與之并聯(lián)電阻R₃電流應為：0.01-0.001=0.009A；
并聯(lián)電阻R₃=$\frac{0.001×（150+1200）}{0.009}$=150Ω；
R₂+r=$\frac{1.5-1.35}{0.01}$=15Ω
故R₂=15-0.5=14.5Ω；
圖示電流為0.75mA；
則總電阻R_總=$\frac{1.5}{0.75}×1{0}^{3}$=2000Ω
故待測電阻R_測=2000-1500=500Ω；
故對應的刻度應為50．
故答案為：（1）1500；×10；（2）14.5；150；50

點評 本題考查多用電表的原理，要注意明確多用電表的基本原理為閉合電路歐姆定律，同時注意串并聯(lián)電路的規(guī)律的正確應用．