Question

12．類比和遷移是重要的物理學(xué)習(xí)方法．請(qǐng)根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)的把電流表改裝成電壓表和量程較大的電流表的原理，試著把電流表改裝成能夠測(cè)量導(dǎo)體電阻的歐姆表．
如圖1所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E=1.5V、內(nèi)阻r=1.5Ω，待改裝的電流表滿偏電流為I_g=10mA、電阻為R_g=7.5Ω，A、B為接線柱，R₁為可變電阻．

（1）用一條導(dǎo)線把A、B直接連起來(lái)，調(diào)節(jié)電阻R₁=141Ω時(shí)，電流表達(dá)到滿偏電流．
（2）保持R₁阻值不變，在A、B之間接入電阻R₁=150Ω時(shí)，電流表的電流為5mA．
（3）把任意電阻R接在A、B之間，若電流表讀數(shù)為，則I、R的對(duì)應(yīng)關(guān)系式為R=$\frac{E}{I}-150$．
（4）由此發(fā)現(xiàn)在A、B之間接入阻值不同的電阻，電流表讀數(shù)不同．若在電流表刻度線上直接標(biāo)注相應(yīng)電阻值，則可直接讀出A、B之間接入的電阻值，電流表就改裝成了一塊能夠測(cè)量導(dǎo)體電阻的歐姆表．
電流表“10mA”刻度線標(biāo)為0Ω；“5mA”刻度線標(biāo)為150Ω；為了操作方便在A、B處用紅、黑表筆接出，其中紅表筆應(yīng)接在A處．
（5）使用改裝好的歐姆表測(cè)量導(dǎo)體電阻前應(yīng)該進(jìn)行的操作是將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)可變電阻R₁，使電流表指針指到0Ω，這項(xiàng)操作叫“歐姆調(diào)零”．
（6）圖2是一塊多用電表的表盤，某次測(cè)量電阻選擇“×10”檔位，指針示數(shù)如圖所示，此被測(cè)電阻的阻值為260Ω．

Answer 1

分析 （1.2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律即可求出電流表滿偏電流時(shí)以及電流是5mA時(shí)的電阻；
（3.4）歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律，根據(jù)題意，由歐姆定律可以求出電阻阻值，求出電流表示數(shù)與待測(cè)電阻阻值間的關(guān)系．然后標(biāo)明刻度即可；
（5）歐姆調(diào)0的步驟是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)可變電阻R₁，使電流表指針指到0Ω；
（6）歐姆表讀數(shù)的方法是先讀出表盤的讀數(shù)，然后乘以倍率．

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，當(dāng)電流表滿偏時(shí)：${I}_{g}=\frac{E}{r+{R}_{g}+{R}_{1}}$
所以：${R}_{1}=\frac{E}{{I}_{g}}-r-{R}_{g}=\frac{1.5}{10×{0}^{-3}}-1.5-7.5=141$Ω
（2）當(dāng)電流表的電流為5mA時(shí)：$I=\frac{E}{r+{R}_{g}+{R}_{1}+{R}_{2}}$
${R}_{2}=\frac{E}{I}-r-{R}_{g}-{R}_{1}=\frac{1.5}{5×{0}^{-3}}-1.5-7.5-141=150$Ω
（3）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，把任意電阻R接在A、B之間，若電流表讀數(shù)為，則$I=\frac{E}{r+{R}_{g}+{R}_{1}+{R}_{x}}$
I、R的對(duì)應(yīng)關(guān)系式為R=$\frac{E}{I}-r-{R}_{g}-{R}_{1}=\frac{E}{I}-1.5-7.5-141=\frac{E}{I}-150$
（4）由（1）與 （2）的解答可知，電流表“10mA”刻度線標(biāo)為 0Ω；“5mA”刻度線標(biāo)為 150Ω；為了操作方便在A、B處用紅、黑表筆接出，根據(jù)“紅進(jìn)黑出”的特點(diǎn)可知，其中紅表筆應(yīng)連接在歐姆表內(nèi)部的電池的負(fù)極，即 A處．
（5）使用改裝好的歐姆表測(cè)量導(dǎo)體電阻前應(yīng)該進(jìn)行的操作是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)可變電阻R₁，使電流表指針指到0Ω；
（6）歐姆表讀數(shù)的方法是先讀出表盤的讀數(shù)，為26；然后乘以倍率×10，所以歐姆表的讀數(shù)為：26×10=260Ω
故答案為：（1）141；（2）150；（3）$\frac{E}{I}-150$；（4）0、150、A；（5）將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)可變電阻R₁，使電流表指針指到0Ω；（6）260．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求歐姆表的調(diào)零電阻阻值、中值電阻阻值、電阻測(cè)量值，知道歐姆表的工作原理、應(yīng)用閉合電路的歐姆定律即可正確解題．