题目内容

7.某同学用灵敏电流计改装多用电表,如图所示为其设计的电路原理图,已知灵敏电流计G的满偏电流为Ig=3.00mA,内阻Rg=100Ω(以下问题中计算结果均保留3位有效数字).
(1)图中表笔A应为红(填“红”或“黑”)表笔;
(2)若开关S1闭合,S2接位置1时,该电表被改装成量程为0.30A的电流表,则电阻R1应为1.01Ω;开关S1断开,S2接位置3时,该电表被改装成量程为3.00V的电压表,则电阻R3应为900Ω;
(3)若电源电动势为1.50V,当开关S1断开,S2接位置2时,将两表笔短接,调节电阻R2进行欧姆调零,之后在两表笔之间接一待测电阻,若电流表半偏,则该待测电阻为500Ω;当开关S1闭合,S2接位置2时,将两表笔短接,调节电阻R2进行欧姆调零,之后再两表笔之间接一待测电阻,若表头示数为0.90mA,则该待测电阻为11.67Ω.

分析 (1)多用电表的红表笔接内置电源的负极,黑表笔接内置电源的正极,根据结构图判断;
(2)把电流表量程扩大需要并联一个电阻,把电流表改装成电压表,需要串联一个分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值;
(3)根据闭合电路欧姆定律列式,联立方程即可求解.

解答 解:(1)多用电表的红表笔接内置电源的负极,黑表笔接内置电源的正极,由图示可知,图中表笔A应为红表笔,
(2)开关S1闭合,S2接位置1时,电流计量程扩大,则并联的电阻R1=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{3×1{0}^{-3}×100}{0.3-3×1{0}^{-3}}$=1.01Ω,
开关S1断开,S2接位置3时,改装成电压表,则串联的电阻R3=$\frac{U-{I}_{g}{R}_{g}}{{I}_{g}}=\frac{3-3×1{0}^{-3}×100}{3×1{0}^{-3}}=900Ω$,
(3)根据闭合电路欧姆定律得:${I}_{g}=\frac{E}{{R}_{g}+{R}_{2}}$,$\frac{1}{2}{I}_{g}=\frac{E}{{R}_{g}+{R}_{2}+{R}_{x}}$,解得:Rx=500Ω,
当开关S1闭合,S2接位置2时,满偏电流为Ig′=0.3A,表头示数为0.90mA时,实际电流为I′=$\frac{0.9}{3}×0.3=0.09A$,
根据闭合电路欧姆定律得:${I}_{g}′=\frac{E}{\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{I}_{g}′}+{R}_{2}′}$,I′=$\frac{E}{\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{I}_{g}′}+{R}_{2}′+{R}_{x}′}$,解得:Rx′=11.67Ω
故答案为:(1)红;(2)1.01;900;(3)500;11.67.

点评 本题第三问考查了半偏法则电阻的原理,理解欧姆定律,掌握电压表的改装,知道电压表改装原理、应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题,难度适中.

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