歐姆表+電壓表=什麼?

電學實驗靈活性比較強,最能考查考生對課本實驗的熟悉程度和對實驗的遷移、舉一反三的能力,所以受到高考命題的青睞。正好昨天我們的群裡一位同學諮詢一道高考電學實驗題目,於是李老師索性拿這個題目來深刻分析。


【題文(2013年全國一卷)】

某學生實驗小組利用圖(a)所示電路,測量多用電錶內電池的電動勢和電阻“×lk”擋內部電路的總電阻.使用的器材有:
多用電錶;
電壓表:量程5V,內阻十幾千歐;
滑動變阻器:最大阻值5kΩ
導線若干.
回答下列問題:
(1)將多用電錶擋位調到電阻“×lk”擋,再將紅表筆和黑表筆______,調零點.

(2)將圖(a)中多用電錶的紅表筆和______(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端.

歐姆表+電壓表=什麼?

(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置,使多角電錶的示數如圖(b)所示,這時電壓表的示數如圖(c)所示.多用電錶和電壓表的讀數分別為______kΩ和______V.

歐姆表+電壓表=什麼?

(4)調節滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時多用電錶和電壓表的讀數分別為12.0kΩ和4.00V.從測量數據可知,電壓表的內阻為______kΩ.

(5)多用電錶電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯而成的電路,如圖(d)所示.根據前面的實驗數據計算可得,此多用電錶內電池的電動勢為______V,電阻“×lk”擋內部電路的總電阻為______kΩ.

歐姆表+電壓表=什麼?

【老師獨家解析】

▲本題歐姆表與電壓表和電阻組合,在當年高考中第一次出現,平時根本就沒有出現過,這種組合到底是什麼鬼?且聽李老師慢慢分析。

▲第一二問主要考查歐姆表的基本操作和基本特點,屬於高考送分題。

歐姆表使用前一定要歐姆調零,即紅黑表筆短接後,調節調零旋鈕,使指針指在右端的零刻度;

在歐姆表內部,電流從黑表筆流出電錶,故紅表筆接觸1。這個電流的特點毫無疑問要記住。

▲後三問就要考查電路的特點了。我們知道,歐姆表內部存在電源,其測量功能之一是測外電路電阻,本題外電路是滑動變阻器+電壓表的組合,而實際的電壓表可以視為一個可以顯示自身電壓的大電阻,所以歐姆表測量的是滑動變阻器+電壓表的總電阻,這是本題的精華所在。第(3)問中,歐姆表讀數=倍率×錶盤讀數=1K×15.0Ω=15.0kΩ。同理在第(4)問,由於滑動變阻器接入電阻為零,所以歐姆表測的是電壓表的電阻,為12.0KΩ,而電壓表顯示的是自身兩端的電壓,為4.00V。第(5)問,電阻“×lk”擋內部電路的總電阻不需要計算,直接

利用歐姆表的中值電阻等於內電阻,由(b)圖可知,由於檔位在×lk,歐姆中間的數據為15,所以中值電阻為15.0KΩ,所以歐姆表1K檔位的內電阻為15.0KΩ。利用第(4)問的數據,電壓表兩端的電壓為4.00V,電壓表內阻為12.0KΩ,所以電路的電流I=4.00V/12.0KΩ,而歐姆表內外電路的總電阻為R=15.0KΩ+12.0KΩ=27.0KΩ,根據閉合電路歐姆定律,電動勢為:E=IR=9.0V。需要特別注意的是電源的內阻忽略不計。


【答案】

(1)短接;(2)1;(3)15.0,3.60;(4)12.0;(5)9.0,15.0.


【獨家點評】

本題在第(1)(2)問考查基本操作,屬於容易題目,第(3)問考查讀數,涉及到估讀,屬於基礎題,在第(4)和(5)問,需要理解歐姆表+電壓表組合電路的巧妙設計,即歐姆表測的是外部電路電阻,而電壓表可視為顯示自身兩端電壓的電阻,同時在計算的時候,

暗含歐姆表的內阻的尋找,這是本題的難點,具有較強的區分度。設問層層遞進,不失為一道好題,

特別提醒:本題涉及到估讀的方法,請以你的老師講解的為主,因為每個地區的估讀的標準不一致。


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