Question

2．安徽的某個(gè)中學(xué)生為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課，課上每個(gè)學(xué)生手里面有這樣一個(gè)電表，它滿偏時(shí)的電流為2mA，滿偏時(shí)的電壓為20mV，要求：
（1）將這個(gè)表改裝成量程為0-3V的電壓表；
（2）將這個(gè)表改裝成0-0.6A的電流表．你能幫助這個(gè)同學(xué)完成這次比賽嗎？通過(guò)計(jì)算得出設(shè)計(jì)方案．（任選一問(wèn)即可）

Answer 1

分析 （1）知道電表的滿偏電流和電壓，根據(jù)歐姆定律求出電表的內(nèi)阻，把電表改裝成0～3V電壓表需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，此時(shí)電表的滿偏電流表不變，根據(jù)歐姆定律求出總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出串聯(lián)電阻的大小；
（2）把電表改裝成電壓表時(shí)需要并聯(lián)一個(gè)分流電阻，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出分流電阻分得的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律得出等式，即可求出并聯(lián)電阻的電阻．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$可得，電表的內(nèi)阻：
R_g=$\frac{{U}_{g}}{{I}_{g}}$=$\frac{20×1{0}^{-3}V}{2×1{0}^{-3}A}$=10Ω，
把電表改裝成0～3V電壓表需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，
因電表的滿偏電流不變，
所以，電路中的電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{g}}$=$\frac{3V}{2×1{0}^{-3}A}$=1500Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，串聯(lián)電阻的阻值：
R_串=R-R_g=1500Ω-10Ω=1490Ω；
（2）把電表改裝成電壓表需要并聯(lián)一個(gè)分流電阻，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，并聯(lián)電阻分得的電流：
I_并=I-I_g=0.6A-2×10^-3A=0.598A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，I_并R_并=I_gR_g，
即0.598A×R_并=2×10^-3A×10Ω，
解得：R_并≈0.0334Ω．
答：通過(guò)計(jì)算可知，改裝成量程為0～3V的電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)1490Ω的電阻；改裝成0～0.6A的電流表應(yīng)該并聯(lián)一個(gè)0.0334Ω的電阻．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電表的改裝，知道串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和并聯(lián)電路的分流特點(diǎn)是關(guān)鍵．