9. (2025·泰州泰兴市二模)将一段电阻丝R和一个阻值为$R_0$的定值电阻串联.接在电压为$U=2\ \mathrm{V}$的电源上,现改变电阻丝接入电路的长度.测得通过电阻丝的电流$I$和电阻丝相应的接入长度$L$,得到了电流的倒数与长度的关系图像$(\dfrac{1}{I}-L\mathrm{图像})$如图所示,由此可知:该定值电阻$R_0=\_\_\_\_\_\Omega$;当电阻丝的接入电路的电阻$R'$为$1.6\ \Omega$时,电阻丝接入电路的长度为$L=\_\_\_\_\_\mathrm{m}$.

答案
9. 0.8 0.5 解析:由$\frac{1}{I}$-$L$图像可知,当$L=0$时,$\frac{1}{I}=$$0.4\ \mathrm{A}^{-1}$,解得$I=2.5\ \mathrm{A}$;当$L=0$时,只有定值电阻$R_{0}$接入电路,根据欧姆定律可得,定值电阻$R_{0}$的阻值$R_{0}=\frac{U}{I}=$$\frac{2\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}}=0.8\ \Omega$.电阻丝$R$和定值电阻$R_{0}$串联,当电阻丝的接入电路的电阻$R'=1.6\ \Omega$时,电路总电阻$R_{总}=R_{0}+R'=$$0.8\ \Omega+1.6\ \Omega=2.4\ \Omega$,此时电路中的电流$I'=\frac{U}{R_{总}}=\frac{2\ \mathrm{V}}{2.4\ \Omega}=$$\frac{5}{6}\ \mathrm{A}$,则电流的倒数$\frac{1}{I'}=1.2\ \mathrm{A}^{-1}$,根据图像,此时电阻丝接入电路的长度为$L=0.5\ \mathrm{m}$.
解析
【分析】
解题思路梳理:1. 首先明确电路为电阻丝R与定值电阻R₀串联,电源电压恒定为2V,结合欧姆定律I=U/R分析图像特殊点:当电阻丝接入长度L=0时,电阻丝接入电路的阻值为0,此时电路中只有R₀工作,从图像读取L=0对应的1/I数值,换算出电流后即可通过欧姆定律求出R₀的阻值。2. 已知电阻丝接入电阻R'=1.6Ω时,先计算串联总电阻,再求出对应的电路电流,换算出1/I的数值,对照图像即可得到对应的接入长度L。
【解析】
步骤1:求解定值电阻R₀
由图像可知,当接入长度L=0时,电阻丝接入阻值为0,电路中只有R₀接入,对应的$\frac{1}{I}=0.4\ \mathrm{A}^{-1}$,因此此时电路电流:
$I = \frac{1}{0.4\ \mathrm{A}^{-1}} = 2.5\ \mathrm{A}$
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得定值电阻的阻值:
$R_0 = \frac{U}{I} = \frac{2\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}} = 0.8\ \Omega$
步骤2:求解$R'=1.6\ \Omega$时对应的接入长度L
此时电阻丝与$R_0$串联,电路总电阻:
$R_{\mathrm{总}} = R_0 + R' = 0.8\ \Omega + 1.6\ \Omega = 2.4\ \Omega$
此时电路的电流:
$I' = \frac{U}{R_{\mathrm{总}}} = \frac{2\ \mathrm{V}}{2.4\ \Omega} = \frac{5}{6}\ \mathrm{A}$
电流的倒数:
$\frac{1}{I'} = 1.2\ \mathrm{A}^{-1}$
对照题给的$\frac{1}{I}-L$图像,当$\frac{1}{I}=1.2\ \mathrm{A}^{-1}$时,对应的接入长度$L=0.5\ \mathrm{m}$。
【答案】
0.8;0.5
【知识点】
欧姆定律应用;串联电阻规律
【点评】
本题结合非常规的$\frac{1}{I}-L$图像考查欧姆定律的应用,解题核心是抓住L=0的特殊点快速求出定值电阻阻值,无需额外推导电阻丝单位长度的电阻,通过对应$\frac{1}{I}$的数值直接读取图像长度即可,侧重考察学生提取图像信息、灵活运用欧姆定律的能力。
【难度系数】
0.6
解题思路梳理:1. 首先明确电路为电阻丝R与定值电阻R₀串联,电源电压恒定为2V,结合欧姆定律I=U/R分析图像特殊点:当电阻丝接入长度L=0时,电阻丝接入电路的阻值为0,此时电路中只有R₀工作,从图像读取L=0对应的1/I数值,换算出电流后即可通过欧姆定律求出R₀的阻值。2. 已知电阻丝接入电阻R'=1.6Ω时,先计算串联总电阻,再求出对应的电路电流,换算出1/I的数值,对照图像即可得到对应的接入长度L。
【解析】
步骤1:求解定值电阻R₀
由图像可知,当接入长度L=0时,电阻丝接入阻值为0,电路中只有R₀接入,对应的$\frac{1}{I}=0.4\ \mathrm{A}^{-1}$,因此此时电路电流:
$I = \frac{1}{0.4\ \mathrm{A}^{-1}} = 2.5\ \mathrm{A}$
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得定值电阻的阻值:
$R_0 = \frac{U}{I} = \frac{2\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}} = 0.8\ \Omega$
步骤2:求解$R'=1.6\ \Omega$时对应的接入长度L
此时电阻丝与$R_0$串联,电路总电阻:
$R_{\mathrm{总}} = R_0 + R' = 0.8\ \Omega + 1.6\ \Omega = 2.4\ \Omega$
此时电路的电流:
$I' = \frac{U}{R_{\mathrm{总}}} = \frac{2\ \mathrm{V}}{2.4\ \Omega} = \frac{5}{6}\ \mathrm{A}$
电流的倒数:
$\frac{1}{I'} = 1.2\ \mathrm{A}^{-1}$
对照题给的$\frac{1}{I}-L$图像,当$\frac{1}{I}=1.2\ \mathrm{A}^{-1}$时,对应的接入长度$L=0.5\ \mathrm{m}$。
【答案】
0.8;0.5
【知识点】
欧姆定律应用;串联电阻规律
【点评】
本题结合非常规的$\frac{1}{I}-L$图像考查欧姆定律的应用,解题核心是抓住L=0的特殊点快速求出定值电阻阻值,无需额外推导电阻丝单位长度的电阻,通过对应$\frac{1}{I}$的数值直接读取图像长度即可,侧重考察学生提取图像信息、灵活运用欧姆定律的能力。
【难度系数】
0.6
10. 核心素养 科学思维(2025·南京外国语学校月考)一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个定值电阻$R_1$和一个电阻箱$R_2$的旋钮,盒内没有其他用电器.小明想探究$R_1$和$R_2$的连接方式,连接了如图所示的电路,电源电压恒定,做了三次实验,数据记录如表所示,则:


(1)$R_1$和$R_2$的连接方式是
(2)该电路的电源电压为
(1)$R_1$和$R_2$的连接方式是
并
联.(2)该电路的电源电压为
4
V,$R_1$的阻值是20
Ω答案
10. (1)并 (2)4 20
解析:(1)假设$R_{1}$、$R_{2}$是串联连接,则根据串联电路特点,串联电路两端电压等于各串联部分两端电压之和,则有等式$U_{总}=IR_{总}=I(R_{1}+R_{2})$;代入①②两组数据可得$0.6\ \mathrm{A}×$$(R_{1}+10\ \Omega)=0.4\ \mathrm{A}×(R_{1}+20\ \Omega)$,计算出$R_{1}=10\ \Omega$;代入②③两组数据可得$0.3\ \mathrm{A}×(R_{1}+40\ \Omega)=0.4\ \mathrm{A}×(R_{1}+20\ \Omega)$,计算出$R_{1}=40\ \Omega$;两次数据计算出$R_{1}$的阻值不相等,故排除串联连接,因此$R_{1}$、$R_{2}$是并联连接.
(2)因为$R_{1}$、$R_{2}$并联连接,根据并联电路特点可知,各支路两端电压相等且等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和,故可列出等式$I_{总}=\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{R_{2}}$.代入数据可得$0.6\ \mathrm{A}=$$\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{10\ \Omega}$,$0.4\ \mathrm{A}=\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{20\ \Omega}$,可得,电源电压$U=4\ \mathrm{V}$,$R_{1}=20\ \Omega$.
解析:(1)假设$R_{1}$、$R_{2}$是串联连接,则根据串联电路特点,串联电路两端电压等于各串联部分两端电压之和,则有等式$U_{总}=IR_{总}=I(R_{1}+R_{2})$;代入①②两组数据可得$0.6\ \mathrm{A}×$$(R_{1}+10\ \Omega)=0.4\ \mathrm{A}×(R_{1}+20\ \Omega)$,计算出$R_{1}=10\ \Omega$;代入②③两组数据可得$0.3\ \mathrm{A}×(R_{1}+40\ \Omega)=0.4\ \mathrm{A}×(R_{1}+20\ \Omega)$,计算出$R_{1}=40\ \Omega$;两次数据计算出$R_{1}$的阻值不相等,故排除串联连接,因此$R_{1}$、$R_{2}$是并联连接.
(2)因为$R_{1}$、$R_{2}$并联连接,根据并联电路特点可知,各支路两端电压相等且等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和,故可列出等式$I_{总}=\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{R_{2}}$.代入数据可得$0.6\ \mathrm{A}=$$\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{10\ \Omega}$,$0.4\ \mathrm{A}=\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{20\ \Omega}$,可得,电源电压$U=4\ \mathrm{V}$,$R_{1}=20\ \Omega$.
解析
【分析】
这道题的核心思路是用假设法推导两电阻的连接方式:盒内只有R₁和R₂两个用电器,连接方式只有串联、并联两种可能,我们先假设是串联,代入多组实验数据计算定值电阻R₁的阻值,若得到的R₁数值不一致,就说明假设不成立,排除串联后即可确定是并联。确定并联后,利用并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律,结合欧姆定律列出两组数据对应的方程,联立求解就能得到电源电压和R₁的阻值,还可以用第三组数据验证结果是否正确。
【解析】
(1) 假设R₁和R₂为串联连接,根据欧姆定律,电源电压U=I(R₁+R₂):
代入R₂=10Ω、I=0.6A和R₂=20Ω、I=0.4A两组数据,可得:
$0.6\ \mathrm{A}×(R_1+10\ \Omega) = 0.4\ \mathrm{A}×(R_1+20\ \Omega)$
解得$R_1=10\ \Omega$;
再代入R₂=20Ω、I=0.4A和R₂=40Ω、I=0.3A两组数据,可得:
$0.4\ \mathrm{A}×(R_1+20\ \Omega) = 0.3\ \mathrm{A}×(R_1+40\ \Omega)$
解得$R_1=40\ \Omega$;
两次计算得到的R₁阻值不相等,与R₁是定值电阻的条件矛盾,因此串联假设不成立,R₁和R₂的连接方式为并联。
(2) 两电阻并联时,根据并联电路的规律,电源电压等于各支路两端电压,干路电流等于两支路电流之和,即总电流$I = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2}$:
代入前两组实验数据得到方程组:
$\begin{cases} 0.6\ \mathrm{A} = \dfrac{U}{R_1} + \dfrac{U}{10\ \Omega} \\ 0.4\ \mathrm{A} = \dfrac{U}{R_1} + \dfrac{U}{20\ \Omega} \end{cases}$
用第一个方程减去第二个方程,可得:
$0.2\ \mathrm{A} = \dfrac{U}{10\ \Omega} - \dfrac{U}{20\ \Omega} = \dfrac{U}{20\ \Omega}$
解得电源电压$U=4\ \mathrm{V}$;
将U=4V代入第二个方程,得$0.4\ \mathrm{A} = \dfrac{4\ \mathrm{V}}{R_1} + \dfrac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}$,解得$R_1=20\ \Omega$;
代入第三组数据验证:总电流$I=\frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} + \frac{4\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,和实验记录一致,结果正确。
【答案】
(1) 并 (2) 4;20
【知识点】
串并联电路判断,并联电流规律,欧姆定律
【点评】
本题侧重考察科学推理的核心素养,通过假设法排除错误的连接方式,避免了直接猜测连接关系的误区,同时结合多组数据联立求解、互相验证,能有效锻炼学生对串并联电路特点和欧姆定律的综合应用能力。
【难度系数】
0.4
这道题的核心思路是用假设法推导两电阻的连接方式:盒内只有R₁和R₂两个用电器,连接方式只有串联、并联两种可能,我们先假设是串联,代入多组实验数据计算定值电阻R₁的阻值,若得到的R₁数值不一致,就说明假设不成立,排除串联后即可确定是并联。确定并联后,利用并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律,结合欧姆定律列出两组数据对应的方程,联立求解就能得到电源电压和R₁的阻值,还可以用第三组数据验证结果是否正确。
【解析】
(1) 假设R₁和R₂为串联连接,根据欧姆定律,电源电压U=I(R₁+R₂):
代入R₂=10Ω、I=0.6A和R₂=20Ω、I=0.4A两组数据,可得:
$0.6\ \mathrm{A}×(R_1+10\ \Omega) = 0.4\ \mathrm{A}×(R_1+20\ \Omega)$
解得$R_1=10\ \Omega$;
再代入R₂=20Ω、I=0.4A和R₂=40Ω、I=0.3A两组数据,可得:
$0.4\ \mathrm{A}×(R_1+20\ \Omega) = 0.3\ \mathrm{A}×(R_1+40\ \Omega)$
解得$R_1=40\ \Omega$;
两次计算得到的R₁阻值不相等,与R₁是定值电阻的条件矛盾,因此串联假设不成立,R₁和R₂的连接方式为并联。
(2) 两电阻并联时,根据并联电路的规律,电源电压等于各支路两端电压,干路电流等于两支路电流之和,即总电流$I = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2}$:
代入前两组实验数据得到方程组:
$\begin{cases} 0.6\ \mathrm{A} = \dfrac{U}{R_1} + \dfrac{U}{10\ \Omega} \\ 0.4\ \mathrm{A} = \dfrac{U}{R_1} + \dfrac{U}{20\ \Omega} \end{cases}$
用第一个方程减去第二个方程,可得:
$0.2\ \mathrm{A} = \dfrac{U}{10\ \Omega} - \dfrac{U}{20\ \Omega} = \dfrac{U}{20\ \Omega}$
解得电源电压$U=4\ \mathrm{V}$;
将U=4V代入第二个方程,得$0.4\ \mathrm{A} = \dfrac{4\ \mathrm{V}}{R_1} + \dfrac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}$,解得$R_1=20\ \Omega$;
代入第三组数据验证:总电流$I=\frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} + \frac{4\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,和实验记录一致,结果正确。
【答案】
(1) 并 (2) 4;20
【知识点】
串并联电路判断,并联电流规律,欧姆定律
【点评】
本题侧重考察科学推理的核心素养,通过假设法排除错误的连接方式,避免了直接猜测连接关系的误区,同时结合多组数据联立求解、互相验证,能有效锻炼学生对串并联电路特点和欧姆定律的综合应用能力。
【难度系数】
0.4
11. 核心素养 科学思维 电学实验中使用的电流表和电压表都是由小量程电流表G(如图甲)改装而成的,从电路的角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律.电流表G的电阻$R_g$叫作电流表内阻,指针偏转到最大刻度时的电流$I_g$叫作满偏电流,此时加在它两端的电压$U_g$叫作满偏电压.则:

(1)电流表G的满偏电压$U_g$为
(2)如图所示,有一个电流表G,内阻$R_g = 10\ \Omega$,满偏电流为30 mA,如图乙将电流表G串联一个电阻R为
(3)将该电流表G改装成了一个量程为0.6 A的电流表,应
(1)电流表G的满偏电压$U_g$为
$I_{g}\ R_{g}$
(用题干中符号表示).(2)如图所示,有一个电流表G,内阻$R_g = 10\ \Omega$,满偏电流为30 mA,如图乙将电流表G串联一个电阻R为
90
$\Omega$后,就将它改装成了一个量程为3 V的电压表.(3)将该电流表G改装成了一个量程为0.6 A的电流表,应
并联
(填“串联”或“并联”)一个$R' =$0.53
$\Omega$的电阻.(结果保留2位小数)答案
11. (1)$I_{g}\ R_{g}$ (2)90 (3)并联 0.53
解析:(1)由$I=\frac{U}{R}$知道,电流表的满偏电压:$U_{g}=I_{g}\ R_{g}$.
(2)由于内阻为$10\ \Omega$,满偏电流为$30\ \mathrm{mA}$,由欧姆定律知满偏电压是
$U_{g}=I_{g}\ R_{g}=0.03\ \mathrm{A}×10\ \Omega=0.3\ \mathrm{V}$,
电流表满偏电压为$0.3\ \mathrm{V}$,若将该电流表G改装成了一个量程为$3\ \mathrm{V}$的电压表,根据串联电路电压特点知道,需要串联一个电阻$R$,分去的电压是
$U_{R}=3\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=2.7\ \mathrm{V}$,
由于$R$的电压是电流表内阻电压的$\frac{2.7\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{V}}=9$倍,根据分压原理知道,$R$的电阻应是$9×10\ \Omega=90\ \Omega$.
(3)由于满偏电流为$30\ \mathrm{mA}$,所以,根据并联分流知道,需要并联一个电阻$R'$,
根据并联分流知道,通过电阻$R'$的电流是
$I_{R}'=I-I_{g}=0.6\ \mathrm{A}-0.03\ \mathrm{A}=0.57\ \mathrm{A}$,
由欧姆定律,电阻$R'$的阻值是
$R'=\frac{U_{g}}{I_{R}'}=\frac{0.3\ \mathrm{V}}{0.57\ \mathrm{A}}≈0.53\ \Omega$.
解析:(1)由$I=\frac{U}{R}$知道,电流表的满偏电压:$U_{g}=I_{g}\ R_{g}$.
(2)由于内阻为$10\ \Omega$,满偏电流为$30\ \mathrm{mA}$,由欧姆定律知满偏电压是
$U_{g}=I_{g}\ R_{g}=0.03\ \mathrm{A}×10\ \Omega=0.3\ \mathrm{V}$,
电流表满偏电压为$0.3\ \mathrm{V}$,若将该电流表G改装成了一个量程为$3\ \mathrm{V}$的电压表,根据串联电路电压特点知道,需要串联一个电阻$R$,分去的电压是
$U_{R}=3\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=2.7\ \mathrm{V}$,
由于$R$的电压是电流表内阻电压的$\frac{2.7\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{V}}=9$倍,根据分压原理知道,$R$的电阻应是$9×10\ \Omega=90\ \Omega$.
(3)由于满偏电流为$30\ \mathrm{mA}$,所以,根据并联分流知道,需要并联一个电阻$R'$,
根据并联分流知道,通过电阻$R'$的电流是
$I_{R}'=I-I_{g}=0.6\ \mathrm{A}-0.03\ \mathrm{A}=0.57\ \mathrm{A}$,
由欧姆定律,电阻$R'$的阻值是
$R'=\frac{U_{g}}{I_{R}'}=\frac{0.3\ \mathrm{V}}{0.57\ \mathrm{A}}≈0.53\ \Omega$.
解析
【分析】
这道题围绕小量程表头改装电表的原理展开,解题思路可以分三步梳理:
1. 第一问:题目明确说明表头遵从欧姆定律,已知表头的满偏电流$I_g$和内阻$R_g$,直接套用欧姆定律的变形式$U=IR$就能得到满偏电压。
2. 第二问:改装电压表的核心原理是串联电阻分压,表头本身满偏电压很小,要实现3V的大量程,需要串联一个电阻分担多余的电压,利用串联电路电流处处相等、总电压等于各部分电压之和的规律,结合欧姆定律就能算出串联电阻的阻值。
3. 第三问:改装大量程电流表的核心原理是并联电阻分流,要让总测量电流大于表头满偏电流,需要并联一个电阻分担大部分电流,利用并联电路电压相等、干路电流等于支路电流之和的规律,结合欧姆定律就能算出并联电阻的阻值。
【解析】
(1) 已知表头的满偏电流为$I_g$,内阻为$R_g$,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$变形可得,表头的满偏电压:$U_g=I_g R_g$。
(2) 先统一单位,满偏电流$I_g=30\ \mathrm{mA}=0.03\ \mathrm{A}$,表头的满偏电压:
$U_g=I_g R_g=0.03\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=0.3\ \mathrm{V}$
改装成量程为3V的电压表,满偏时总电压为3V,根据串联电路电压规律,串联电阻$R$分担的电压:
$U_R=U-U_g=3\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=2.7\ \mathrm{V}$
串联电路电流处处相等,满偏时通过$R$的电流等于$I_g$,由欧姆定律得:
$R=\frac{U_R}{I_g}=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{0.03\ \mathrm{A}}=90\ \Omega$
(3) 要把小量程表头改装成量程0.6A的大量程电流表,根据并联分流的特点,需要并联一个电阻,让大部分电流从并联电阻通过,扩大量程。
根据并联电路电流规律,满偏时通过并联电阻$R'$的电流:
$I_{R'}=I-I_g=0.6\ \mathrm{A}-0.03\ \mathrm{A}=0.57\ \mathrm{A}$
并联电路各支路电压相等,$R'$两端的电压等于表头的满偏电压$U_g=0.3\ \mathrm{V}$,由欧姆定律得:
$R'=\frac{U_g}{I_{R'}}=\frac{0.3\ \mathrm{V}}{0.57\ \mathrm{A}} \approx 0.53\ \Omega$
【答案】
(1)$I_g R_g$ (2)$90$ (3)并联;$0.53$
【知识点】
欧姆定律;串联分压;并联分流
【点评】
本题是电表改装的基础经典题型,结合串并联电路的基本规律和欧姆定律进行考察,重点考察学生对电压表串联分压、电流表并联分流核心原理的理解,计算难度较低,仅需注意单位换算和串并联规律的正确选用,是电学实验模块的核心基础考点。
【难度系数】
0.7
这道题围绕小量程表头改装电表的原理展开,解题思路可以分三步梳理:
1. 第一问:题目明确说明表头遵从欧姆定律,已知表头的满偏电流$I_g$和内阻$R_g$,直接套用欧姆定律的变形式$U=IR$就能得到满偏电压。
2. 第二问:改装电压表的核心原理是串联电阻分压,表头本身满偏电压很小,要实现3V的大量程,需要串联一个电阻分担多余的电压,利用串联电路电流处处相等、总电压等于各部分电压之和的规律,结合欧姆定律就能算出串联电阻的阻值。
3. 第三问:改装大量程电流表的核心原理是并联电阻分流,要让总测量电流大于表头满偏电流,需要并联一个电阻分担大部分电流,利用并联电路电压相等、干路电流等于支路电流之和的规律,结合欧姆定律就能算出并联电阻的阻值。
【解析】
(1) 已知表头的满偏电流为$I_g$,内阻为$R_g$,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$变形可得,表头的满偏电压:$U_g=I_g R_g$。
(2) 先统一单位,满偏电流$I_g=30\ \mathrm{mA}=0.03\ \mathrm{A}$,表头的满偏电压:
$U_g=I_g R_g=0.03\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=0.3\ \mathrm{V}$
改装成量程为3V的电压表,满偏时总电压为3V,根据串联电路电压规律,串联电阻$R$分担的电压:
$U_R=U-U_g=3\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=2.7\ \mathrm{V}$
串联电路电流处处相等,满偏时通过$R$的电流等于$I_g$,由欧姆定律得:
$R=\frac{U_R}{I_g}=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{0.03\ \mathrm{A}}=90\ \Omega$
(3) 要把小量程表头改装成量程0.6A的大量程电流表,根据并联分流的特点,需要并联一个电阻,让大部分电流从并联电阻通过,扩大量程。
根据并联电路电流规律,满偏时通过并联电阻$R'$的电流:
$I_{R'}=I-I_g=0.6\ \mathrm{A}-0.03\ \mathrm{A}=0.57\ \mathrm{A}$
并联电路各支路电压相等,$R'$两端的电压等于表头的满偏电压$U_g=0.3\ \mathrm{V}$,由欧姆定律得:
$R'=\frac{U_g}{I_{R'}}=\frac{0.3\ \mathrm{V}}{0.57\ \mathrm{A}} \approx 0.53\ \Omega$
【答案】
(1)$I_g R_g$ (2)$90$ (3)并联;$0.53$
【知识点】
欧姆定律;串联分压;并联分流
【点评】
本题是电表改装的基础经典题型,结合串并联电路的基本规律和欧姆定律进行考察,重点考察学生对电压表串联分压、电流表并联分流核心原理的理解,计算难度较低,仅需注意单位换算和串并联规律的正确选用,是电学实验模块的核心基础考点。
【难度系数】
0.7
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