Question

10．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或并聯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）根據并聯電路的電流特點求出Rx的電流；根據并聯電路各支路兩端的電壓相等，求得Rx兩端的電壓，從而可計算出并聯Rx的阻值；
（3）根據Rx兩端的電壓及通過的電流，由P=UI計算出電功率．

解答 解：（1）由于電流表的量程太小，要想測量更大的電流，應并聯一個電阻來起到分流的作用，如圖所示：

（2）由題意可知，I_A=0.1A、R_A=0.5Ω；I=0.6A，則
I_X=I-I_A=0.6A-0.1A=0.5A
U_X=U_A=I_A•R_A=0.1A×0.5Ω=0.05V
R_X=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$=$\frac{0.05V}{0.5A}$=0.1Ω
（3）P_X=U_X•I_X=0.05V×0.5A=0.025W．
答：（1）見上圖；
（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，根據題干給出的提示，主要考查了歐姆定律在并聯電路中的應用，解決此題的關鍵是能夠將電流表看做一個電阻與分流電阻并聯，并確定分流電阻的電流和電壓．