Question

18．某物理興趣小組的同學在查閱資料時了解到，實際的電流表雖然阻值很小，但并不為零．通過請教老師，他們進一步了解到，電流表可以用于測量電流，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．于是他們準備只接入一個電阻R_x，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．請幫助他們解決如下問題：
（1）請在虛線框內(nèi)畫出該表的電路圖；
（2）計算出接入電阻R_X的阻值；
（3）計算改裝后的電流表指針達到滿偏時，電阻R_X消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)并分流的知識，要使電流表能夠測出0.6A的電流，可給電流表并聯(lián)的一個電阻，當電流表滿偏時，通過定值電阻的電流為0.5A，則改裝后的電流表可測量0.6A的電流；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出R_x的電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等和歐姆定律得出等式即可求出并聯(lián)R_x的阻值；
（3）知道通過R_x的電流和阻值，根據(jù)P=I²R求出電阻R_X消耗的電功率．

解答 解：（1）由于電流表的量程太小，要想測量更大的電流，應并聯(lián)一個電阻來起到分流的作用，如圖所示：

（2）因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，R_x的電流：
I_x=I-I_A=0.6A-0.1A=0.5A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：
U=I_xR_x=I_AR_A，即0.5A×R_x=0.1A×0.5Ω，
解得：R_x=0.1Ω；
（3）改裝后的電流表指針達到滿偏時，電阻R_x消耗的電功率：
P_x=I_x²R_x=（0.5A）²×0.1Ω=0.025W．
答：（1）該表的電路圖如上圖所示；
（2）接入電阻R_x的阻值為0.1Ω；
（3）改裝后的電流表指針達到滿偏時，電阻R_X消耗的電功率為0.025W．

點評 本題是有關電流表的量程改裝問題，根據(jù)題干給出的提示，主要考查了歐姆定律、電功率公式在并聯(lián)電路中的應用，解決此題的關鍵是能夠?qū)㈦娏鞅砜醋鲆粋�電阻與分流電阻并聯(lián)，并確定分流電阻的電流和電壓．