Question

某实验小组欲自制欧姆表测量一个电阻的阻值，实验提供的器材如下：

A.待测电阻R_x（约200Ω）

B.电源（电动势E约1.4V，内阻r约10Ω）

C.灵敏电流计G（量程1mA，内阻R_g=200Ω）

D.电阻R₁=50Ω

E.电阻R₂=200Ω

F.滑动变阻器R（阻值范围为0～500Ω）

G.开关，导线若干

(1)由于电源电动势未知，该实验小组经过分析后，设计了如图（a）的测量电路。部分步骤如下：先闭合开关S₁、S₂，调节滑动变阻器R，使灵敏电流计示数I₁=0.90mA，此时电路总电流I_总=______mA；保持滑动变阻器滑片位置不动，断开开关S₂，读出此时灵敏电流计的示数I₂=0.54mA，则电源电动势为______V。

(2)测出电动势后，该小组成员在图（a）的基础上，去掉两开关，增加两支表笔M、N，其余器材不变，改装成一个欧姆表，如图（b），则表笔M为______（选填“红表笔”或“黑表笔”）。用改装后的欧姆表先进行电阻调零，再测量R_x阻值，灵敏电流计的示数I如图（c），则I=______mA，待测电阻R_x的阻值为______Ω。

Answer

4.50 1.35 黑表笔 0.60 180

【解析】

(1)[1]闭合开关S1、S2，G与R1并联，调节滑动变阻器R，灵敏电流计读数I1=0.90mA，根据并联电路特点，此时电路总电流

I总==4.50mA

[2]根据闭合电路欧姆定律，闭合开关S1、S2时，有

E=I1Rg+()(R′+r)

断开S2后，有

E=I2Rg+()(R′+R2+r)

联立解得

E=1.35V

(2)[3]改装为欧姆表后，表内有电源，根据多用电表“红进黑出”的特点，表笔M应接黑表笔。

[4][5]根据欧姆表的原理，欧姆调零时，有

接待测电阻后，读出灵敏电流计的电流为

I=0.60mA

则有

解得

Rx=180Ω