某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表,如图所示,欧姆表电路由一只灵敏电流表?G,定值电阻?R0,滑动变阻器和干电池(设?电压不变)组成.使用时可把待测电阻接在?A、B?两端.为了能直接从灵敏电流?表表盘上读出?A、B?端接入的电阻的阻值,需在表盘上重新标注?A、B?间所测的?电阻的阻值数.当将?A、B?两端直接连接在一起时,调节滑动变阻器使灵敏电流?表指针偏转到最大位置处(满偏),已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的?有效值和定值电阻?R0?的总阻值为?15Ω.问:
(1)在该欧姆表指针满偏的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当?A、B?间断开时,该欧姆表指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多?少?
(3)该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是多少?简要说明为什么.
(4)该欧姆表表盘上的刻度值是否均匀?请从电路原理上说明理由.
网友回答
解:(1)当AB直接连在一起时,AB间所接电阻为零,所以满偏位置处盘面应标注的示数为零.
(2)当AB断开时,AB间电阻无穷大,示数最小(零位置),此位置应标电阻值(无穷大).
(3)表盘正中间的位置应标注示数是15Ω.
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,由欧姆定律I=可知,当U不变时,电流减半,所以此时电路中的总电阻应是满偏时电阻的2倍,而原来的总电阻是15Ω,故这时AB间连入的电阻也是15Ω.
(4)表盘上的刻度值是不均匀的.
理由:设电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为R总(15Ω),设接入的待测电阻为Rx;由电流表表盘刻度均匀可知:电流表指针偏转角度与通过的电流成正比;若电流I与待测电阻Rx也成正比,则欧姆表的刻度也应该是均匀的.但是根据电路有:I=,可见I与Rx不成正比,所以欧姆表刻度不均匀.
解析分析:欧姆表表头为灵敏电流计,表内串联部分的总电阻为,被测电阻应接在AB处,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,因此灵敏电流计满偏位置应标0欧;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),因此灵敏电流计的零刻度处应标电阻无穷大,表盘中央处的值,及表盘刻度是否均匀,可通过计算分析得出.
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.