Question

3．常用的電壓表是由小量程的電流表G改裝而成的．電流表G也是一個電阻，同樣遵從歐姆定律．圖甲是一個量程為0～3mA的電流表G，當有電流通過時，電流可以從刻度盤上讀出，這時G的兩接線柱之間具有一定的電壓．因此，電流表G實際上也可以當成一個小量程的電壓表．已知該電流表的電阻為R_g=10Ω．

（1）若將這個電流表當成電壓表使用，則刻度盤上最大刻度3mA處應(yīng)該標多大的電壓值？
（2）如圖乙所示，若將這個電流表串聯(lián)一個定值電阻R后，使通過G的電流為3mA時，A、B之間的電壓等于3V，這樣A、B之間（虛線框內(nèi)）就相當于一個量程為0～3V的電壓表（圖丙），求串聯(lián)的定值電阻R的大小．
（3）如果將這個小量程的電流表G改裝成一個大量程的電流表A，量程為0～30mA，應(yīng)該怎樣設(shè)計，將該裝好的電路畫在用虛線框內(nèi)．

Answer 1

分析 （1）知道電流表的電阻，根據(jù)歐姆定律求出刻度盤上最大刻度3mA處對應(yīng)電壓表的電壓值；
（2）改裝好電壓表的最大示數(shù)已知，滿偏時的電流不變，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)定值電阻的阻值；
（3）把小量程的電流表改裝成大量程的電流表時，需要并聯(lián)一個分流電阻．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$可得，刻度盤上最大刻度3mA處對應(yīng)的電壓值：
U_g=I_gR_g=3×10^-3A×10Ω=0.03V；
（2）電流表改裝成電壓表后的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{g}}$=$\frac{3V}{3×1{0}^{-3}A}$=1000Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，串聯(lián)定值電阻的阻值：
R=R_總-R_g=1000Ω-10Ω=990Ω；
（3）將這個小量程的電流表G改裝成一個大量程的電流表A時，應(yīng)并聯(lián)一個電阻分流，如下圖所示：

答：（1）刻度盤上最大刻度3mA處應(yīng)該標0.03V的電壓值；
（2）串聯(lián)的定值電阻R的大小為990Ω；
（3）如上圖所示．

點評 識別電路的基本連接方式，然后利用歐姆定律的應(yīng)用進行相關(guān)計算，本題的關(guān)鍵是理解題意．