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“×lk”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:
⑴将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点。
⑵将图(a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
⑶将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多角电表的示数如图(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________kΩ和________V。
⑷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________kΩ。
⑸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______V,电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为________kΩ。
没记错的话,应该是13年全国高考题,考得有点意思,但感觉也有不太地道的地方。
先说不太地道的地方,从这一年,改变了物理老师对欧姆表的读书认知,刚入职时老前辈们的观点是欧姆表不用估读,因为本身就是粗测,估读的意义不大。有的题目上就有这种说法,欧姆表促粗测后再用其他办法精确测量。
但是,这个题目之后,欧姆表这个粗测值也开始估读,直到现在。但直到现在心里依然无法接受一个粗测值估读的事实。因为估也不向均匀刻度的估,几乎等同于瞎估。
有意思的地方,欧姆表直接对接电压表,各自的测量值反映的是哪一部分就有了疑问,这也是导致这个题解答出错的原因。
欧姆表测得就是红黑两个表笔之间的电阻阻值,这样一来,第一次的读数反映的就是电压表内阻和变阻器连入电路的有效阻值之和,第二次读数反映的就是电压表的内阻。电压表、电流表读数稳定后,可以当做电阻对待。这个题很能反映这一点。
电压表在这个题中表现得很亮眼,平时的电压表,总是要和一个元件并联后测电压,这个题很新颖,没并还不算,还串联了一个变阻器,就产生了疑点,创造了难点。电压表能测出和它并联元件两端电压的原因就是因为并联元件电压相等,而电压表的读数实际反映的就是自己两端的电压。
电压表就是一个能自报电压的电阻;电流表就是一个能自报电流的电阻;欧姆表就是一个能测出外电阻的电源(中央刻度反映电源内阻)。
能理解这些事实的前提下,闭合电路欧姆定律表示出电流,欧姆定律表示出电压表上的电压,两个方程联立就可以求解最后一问。