Question

某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：

A．干电池：电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω

B．电流表G：满偏电流I_g＝1mA，内阻R_g＝150Ω

C．定值电阻R₁＝1200Ω

D．电阻箱R₂和R₃：最大阻值999.99Ω

E．电阻箱R₄：最大阻值9999Ω

F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

（1）该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R₂＝________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫作欧姆表的内阻R_内，则R_内＝________Ω，欧姆表的倍率是________（选填“×10”或“×100”）；

（2）闭合开关S：

第一步：调节电阻箱R₂和R₃，当R₂＝________Ω且R₃＝________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；

第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R₄，调节R₄，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________。

Answer

149.5 1500 ×100 14.5 150 10

【解析】

（1）[1][2]．由闭合电路欧姆定律可知：

欧姆表的内阻为

则

R2＝R内－R1－Rg－r＝(1500－1200－150－0.5)Ω＝149.5 Ω，

中值电阻应为1500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种档位，若为×10，则中值刻度太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×100”。

（2）[3][4]．为了得到“×10”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 Ω；

电流为

；

此时表头中电流应为0.001 A，则与之并联电阻R3电流应为(0.01－0.001)A＝0.009 A，

并联电阻为

R3＝ Ω＝150 Ω；

R2＋r＝Ω＝15 Ω

故

R2＝(15－0.5)Ω＝14.5 Ω ；

[5]．图示电流为0.60 mA，干路电流为6.0 mA

则总电阻为

R总＝×103 Ω＝250 Ω

故待测电阻为

R测＝(250－150)Ω＝100 Ω；

故对应的刻度应为10。