育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,如图中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻Ro=100Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏

发布时间:2020-08-07 08:42:41

育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,如图中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻Ro=100Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA,R为可调电阻,阻值变化范围为0~5kΩ,R1和R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=11 kΩ,E为1.5V干电池,S为量程选择开关.测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接.为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示数.请回答:
(1)在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由.
(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由.

网友回答

解:(1)A、B两端直接连接在一起时(RAB=0),调节滑动电阻器使灵敏电流表指针满偏,则指针所指处盘面上应标注的示数为0.
(2)当A、B断开时,电阻应为无穷大,这时指针所指位置的示数应标∞.
(3)开关置于2,且将A、B短接时表针满偏,
此时表盘内的总电阻R总===15kΩ,
若在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,
因为指针指在表盘中间位置时,电流表中的电流是指针满偏时的一半,
所以由欧姆定律I=可知,当U不变时,电流减半时,电路中的总电阻应是满偏时电阻的2倍,
即Rx=R总=15kΩ,所以该挡位表盘中间示数应为15kΩ.
开关置于1,且将A、B短接时表针满偏时,
因R2的阻值远远大于R1的阻值,所以可认为此时电路中总电阻为15Ω,
同理若在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,
电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx=15Ω,所以该挡位表盘中间示数应为15Ω.
(4)欧姆表表盘上的刻度是不均匀的.
理由:用R表示A、B短接时电路中总电阻,测量电阻Rx时,电路中电流I=,可见I与Rx不成正比,所以欧姆表表盘上的刻度是不均匀的.
解析分析:(1)当AB直接连在一起时,调节变阻器,通过灵敏电流计的电流最大(满偏),此时被测阻值为零;
(2)当AB间断开,灵敏电流计示数最小(零处),此时被测电阻最大(无穷大);
(3)开关置于2和1时,根据先求出表内的总电阻,再根据欧姆定律得出在表盘正中间位置时的总电阻,利用电阻的串联特点得出应标注的示数;
(4)根据欧姆定律和串联电路的电阻特点得出电流表示数的表达式,据此判断表盘刻度是否均匀.


点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活运用,难点是利用欧姆定律结合电路图理解欧姆表指针位置的含义.
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