Question

（2005?成都）某物理興趣小組的同學(xué)在查閱資料時了解到，實際的電流表電阻雖然很小，但并不為零，實際的電壓表電阻雖然很大，但并不是無窮大．通過請教老師，他們進一步了解到，電流表既可以用于測量電流，也可以在一定條件下測量電壓；通過給小量程電流表串聯(lián)或并聯(lián)一個適當阻值的定值電阻，還可以將它改裝成電壓表或大量程電流表．老師還特別強調(diào)，觀察電流表，要注意指針滿偏時的電流值，滿偏電流的值在數(shù)值上等于該表的量程．在老師的指導(dǎo)下，該小組完成了將電流表改裝成電壓表的實驗方案．該方案的要點有：
①設(shè)計電路：按右上圖的方式給刻度均勻的電流表A串聯(lián)一個電阻R，虛線框內(nèi)即為改裝后的電壓表V；
②計算R的值：若電流表A的滿偏電流為I_A，電阻為R_A，改裝成的電壓表V的量程為U_V，則由I_A=

UV

RA+R

可得到R的值；
③給表盤重新標注示數(shù)：若通過電流表A的電流為I，改裝成的電壓表V兩端的電壓為U，則由I=

U

RA+R

的變形式U=I（R_A+R）可對表盤上每根刻度線重新進行標注．由于R_A+R是一個定值，因此U與I是正比關(guān)系，所以改裝成的電壓表V的刻度仍是均勻的．
現(xiàn)準備只接入一個電阻R，將一個滿偏電流I_A=0.1A電阻R_A=0.5Ω，刻度均勻的電流表改裝成一個量程為0.6A的電流表．請你參考上述信息，完成下列任務(wù)：
（1）在右側(cè)的虛線框內(nèi)畫出改表的電路圖．
（2）計算出接入電阻R的阻值．
（3）簡述理由，說明改裝后的電流表的刻度是否均勻．

Answer 1

分析：（1）將小量程的電流表改裝成大量程的電流表，需要并聯(lián)一個定值電阻，起分流作用；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路電壓和電流的特點，結(jié)合歐姆定律就可以計算出接入電阻的阻值；
（3）按照題中提供的分析思路，結(jié)合電路連接特點，判斷新電流表的刻度是否均勻．

解答：解：（1）因為要把電流表的量程擴大，因此需要并聯(lián)一個電阻，起分流作用，改裝后的電路圖如下：

（2）若電流表A的滿偏電流為I_A，電阻為R_A，改裝成的電流表A′的量程為I_A′，則I_A′=I_A+

IA×RA

R

；
代入數(shù)據(jù)得：0.6A=0.1A+

0.1A×0.5Ω

R

，解得R=0.1Ω．
（3）若通過電流表A的電流為I_A時，改裝成的電流表A′兩端的電流為I_A′，則由I_A′=I_A+

IA×RA

R

=I_A（1+

RA

R

）可對表盤上每根刻度線重新進行標注．由于1+

RA

R

是一個定值，因此I_A′與I_A是正比關(guān)系，所以改裝成的電流表A′的刻度仍是均勻的．

點評：這是一道實驗題，立足于課本實驗--用電流表測電流和用電壓表測電壓的實驗，它源于課本而又高于課本，考查了課本實驗內(nèi)容以外的將小量程電流表改裝成大量程電流表的延伸，充分體現(xiàn)了新課標的理念，打破了以往命題的抽象模式，關(guān)注了學(xué)生作為“人”的發(fā)展，關(guān)注了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展，對學(xué)生動手動腦能力和創(chuàng)新思維能力進行了有效的考查．