Question

9．某同學用量程為5mA，內阻為20Ω的表頭按照圖（a）所示電路改裝為量程分別為1A和5V的多用電表，圖中R₁和R₂為定值電阻，S為單刀開關，則：

（1）請根據(jù)圖（a）中實驗設計，在圖（b）中進行實物連線．
（2）開關S斷開時，多用表用作電壓表（填“電壓表”或“電流表”），R₂阻值為980Ω；開關S閉合時，多用表用作電流表（填“電壓表”或“電流表”），R₁阻值為5.03Ω．（計算結果保留3位有效數(shù)字）
（3）開關S斷開，用紅黑表筆探測圖（c）中的電路故障，發(fā)現(xiàn)當兩表筆正確地接在燈泡L₁兩端的接線柱上時表頭有示數(shù)；當接在L₁兩端時表頭也有示數(shù)，當接在L₂兩端時表頭無示數(shù)．已知各接線柱接觸良好，則電路中一定存在的故障是導線4斷路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物電路圖；
（2）把小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)一個分流電阻，把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)一個分壓電阻；應用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律可以求出電阻阻值．
（3）由電路的連接情況確定故障．

解答 解：（1）根據(jù)圖（a）所示電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（2）由圖（a）所示電路圖可知，開關S閉合時，毫安表與電阻R₂串聯(lián)，再與R₁并聯(lián)，多用電表用于測量電流；開關S斷開時，毫安表與電阻R₂串聯(lián)，多用電表用于測量電壓．
把毫安表改裝成電壓表，串聯(lián)電阻阻值R₂=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g-Rg=$\frac{5}{0.005}-20$=980Ω
把毫安表改裝成電流表，并聯(lián)電阻阻值R₁=$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{I-{I}_{g}}$≈5.03Ω
（3）當兩表筆接L₁，L₂兩端時表頭有示數(shù)則電源開關無故障，且L₁，L₂ 不能短路或者斷路，故障為導線4斷路．
故答案為：（1）如圖 （2）電壓表 980  電流表  5.03  （3）導線4斷路

點評 本題關鍵明確電壓表和電流的改裝原理，然后根據(jù)串并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻關系列式求解．