7.問題解決--擴(kuò)大電壓表的量程:
請(qǐng)你把量程為0~3V、電阻為3kΩ的電壓表,改造成量程為0~30V的儀表.要求:
(1)請(qǐng)說明改造辦法;
(2)并在電壓表的表盤上把新的刻度值標(biāo)在相應(yīng)的位置上.
(3)請(qǐng)說出使用方法.

分析 電壓表允許通過的最大電流不變,改裝成0-30V的電壓表需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值.由此分析設(shè)計(jì).

解答 解:
(1)由題知,電壓表原來的量程0-3V,電阻為3kΩ,
由歐姆定律可得允許通過此電壓表的最大電流為:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{3000Ω}$=1×10-3A,
把電壓表改裝成0-30V的電壓表需要串聯(lián)分壓電阻,
串聯(lián)電阻阻值:R=$\frac{U′}{I}$-RV=$\frac{30V}{1×1{0}^{-3}A}$-3kΩ=30×103Ω-3kΩ=30kΩ-3kΩ=27kΩ,
(2)改裝前電壓表示數(shù):U=IRV=1×103ΩI,
改裝為0-30V量程電壓表示數(shù):U=I(R+RV)=(27kΩ+3kΩ)I=30×103I,
兩個(gè)量程表盤示數(shù)相差10倍,改裝后表盤如圖所示:
;
(3)由(1)可畫出改裝后的電壓表情況如圖所示:

使用0-3V量程時(shí),使用原電壓表,接“0”和“3”接線柱,使用0-30V量程時(shí),電壓表與分壓電阻串聯(lián),接“0”和“30接線柱”,分度值為1V.
答:(1)改造成量程為0~30V的儀表,應(yīng)給電壓表串聯(lián)一個(gè)27kΩ的電阻;
(2)見上圖;
(3)使用0-3V量程時(shí),使用原電壓表,接“0”和“3”接線柱,使用0-30V量程時(shí),電壓表與分壓電阻串聯(lián),接“0”和“30接線柱”.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表的改裝,知道允許通過電表的最大電流是一定的,應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題.

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問題討論圖中,將凸透鏡換成玻璃板,光屏換成一支相同的未
點(diǎn)燃的蠟燭,
使它與30cm處蠟燭的像完全重合,這樣便確定了
像的位置,這里運(yùn)用了等效替代法.

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