Question

6．學習了歐姆定律后，老師給同學們布置了一個任務，把實驗室使用的0～0.6A的電流表改裝成0～3A的電流表．

（1）改裝前，需要先測量出實驗室電流表的內(nèi)阻，老師幫助同學們設(shè)計了如圖甲所示的電路，且電壓表示數(shù)為2V時，電流表示數(shù)為0.2A，計算出電流表的內(nèi)阻；
（2）某同學思考后，畫出了改裝原理圖如圖乙示數(shù)，請求出需要并聯(lián)的定值電阻R₀．

Answer 1

分析 （1）由圖甲可知：電流表與定值電阻R串聯(lián)，由于電流表有內(nèi)阻，則相當于電流表的內(nèi)阻與R串聯(lián)，利用串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律即可求出電流表的內(nèi)阻；
（2）由于乙可知當使用的0～0.6A的量程時電流表的滿偏電流和內(nèi)阻，根據(jù)歐姆定律求出滿偏電壓；則當改裝成0～3A的電流表時，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求改裝后需要通過電阻的電流然后利用歐姆定律求出定值電阻R₀．

解答 解：（1）由圖甲可知：電流表與定值電阻R串聯(lián)，由于電流表有內(nèi)阻，則相當于電流表的內(nèi)阻與R串聯(lián)，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R兩端的電壓：U_R=I₁R=0.2A×9Ω=1.8V，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
電流表兩端的電壓為U_g=U-U_R=2V-1.8V=0.2V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電流表的內(nèi)阻R_g=$\frac{{U}_{g}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.2V}{0.2A}$=1Ω；
（2）電流表A內(nèi)阻為1Ω，當使用的0～0.6A的量程時，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得，電流表的滿偏電壓U_g=I_g1R_g=0.6A×1Ω=0.6V，
由于乙可知當改裝成0～3A的電流表，電流表的滿偏時干路電流為3A，
則根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知：
通過R₀的電流為I₀=I_g2-I_g1=3A-0.6A=2.4A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀的電阻R₀=$\frac{{U}_{g}}{{I}_{0}}$=$\frac{0.6V}{2.4A}$=0.25Ω．
答：（1）電流表的內(nèi)阻為1Ω；
（2）需要并聯(lián)的定值電阻R₀為0.25Ω．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，從題干中獲取有效的信息是解題的關(guān)鍵，體現(xiàn)了與高中物理知識的銜接，有難度．