Question

13．使用多用電表測量電阻時，多用電表內部的電路可以等效為一個直流電源（一般為電池）、一個電阻和一表頭相串聯，兩個表筆分別位于此串聯電路的兩端．現需要測量多用電表內電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60mA的電流表，電阻箱，導線若干．實驗時，將多用電表調至×1Ω擋，調好零點；電阻箱置于適當數值．完成下列填空：
（1）儀器連線如圖l所示（a和b是多用電表的兩個表筆）．若兩電表均正常工作，則表筆a為黑 （填“紅”或“黑”）色；

（2）若適當調節(jié)電阻箱后，圖1中多用電表、電流表與電阻箱的示數分別如圖2（a），（b），（c）所示，再將多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為53.0mA；（保留3位有效數字）
（3）計算得到多用電表內電池的電動勢為1.54V．（保留3位有效數字）

Answer 1

分析 （1）當用多用電表測電阻時，電源在表內，要使電流從圖中電流表正極流進，從負極流出，因此表筆a連接電源的正極，所以表筆a為黑色的．
（2）多用電表測電阻時讀數是表盤示數與倍率的乘積；由圖示表盤確定其量程，然后讀出其示數；電阻箱各旋鈕示數與對應倍率的乘積之和是電阻箱示數．
（3）應用閉合電路歐姆定律可以求出電源電動勢．

解答 解：（1）多用電表在使用時必須使電流從紅表筆（正接線柱）流進，黑表筆（負接線柱）流出，串聯的電流表也必須使電流從正接線柱流進，負接線柱流出，所以可以判斷電流是從a表筆流出的為黑表筆．
（2）多用電表用×1Ω擋，由圖示可知，其示數為14.0×1Ω=14.0Ω；
電流表的量程是60mA，由圖示可知，其分度值為1mA，示數為53.0mA；
電阻箱的讀數為：0×100+0×10+4×1+6×0.1=4.6Ω．
（3）當表頭短接時電路電流最大為表頭的滿偏電流I_g=$\frac{E}{r+R+{r}_{g}}$，將R_g取為r+r_g+R為多用電表的內阻，
當待測電阻等于R_g時，這時表頭半偏，表針指在歐姆表盤的中值上，所以R_g又稱為中值電阻．
當選擇×1Ω擋測量時中值電阻直接在歐姆表盤上讀數為15Ω，
在（2）中多用電表外的電阻為多用電表的讀數14.0Ω，
干路電流是53.0 m A，則電源電動勢是E=I（R_內+R_外）=0.053×（15+14）=1.537V≈1.54V．
故答案為：（1）黑；（2）53.0；（3）1.54．

點評 本題考查了判斷表筆的顏色、電表讀數、求電源電動勢等問題，分析清楚電路結構、掌握基礎知識是解題的前提與關鍵；要知道歐姆表內部結構，歐姆表內置電源的正極與“-”插孔相連，負極與“+”相連．