Question

科技小組自制一臺(tái)可以測(cè)量電阻阻值的電阻表，如圖所示，電阻表是由一只量程為“0～0.6A”的電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器和干電池（設(shè)電壓不變）組成．使用時(shí)，把待測(cè)電阻接在A、B兩端，為了直接從電流表的表盤上讀出A、B端接入的電阻的阻值，需要在表盤上重新標(biāo)示A、B間所測(cè)電阻的阻值數(shù)，當(dāng)將A、B兩端用直導(dǎo)線連接在一起時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最大位置（滿偏），電源電壓為1.5V，并保持不變．
（1）在該電阻表指針滿偏的位置處，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為多少？此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為多大？
（2）當(dāng)A、B間斷開(kāi)時(shí)，在電阻表指針?biāo)�指的位置處，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為多少？
（3）該電阻表表盤正中間位置處應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．
（4）請(qǐng)?jiān)趫D乙中的表盤中0.2A、0.4A、0.6A處的上方分別標(biāo)上相應(yīng)的電阻刻度．（要通過(guò)計(jì)算后標(biāo)上）
（5）從標(biāo)出的數(shù)值可以看出電阻表的刻度線有何特點(diǎn)？請(qǐng)從電路原理上說(shuō)明理由．

Answer 1

解：（1）使電流表指針滿偏，即電路中的電流最大，總阻值最小，所以A、B兩端直接連接在一起時(shí)（R_AB=0），則指針?biāo)�指處盤面上應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為0．
此時(shí)表盤內(nèi)的電阻為：R₀===2.5Ω．
答：在該電阻表指針滿偏的位置處，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為零，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為2.5Ω．
（2）當(dāng)A、B斷開(kāi)時(shí)，電阻應(yīng)為無(wú)窮大，這是指針?biāo)�指位置的示�?shù)應(yīng)標(biāo)∞．
答：盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為∞．
（3）當(dāng)指針指在表盤中間位置時(shí)，電流表中的電流是指針滿偏時(shí)的一半，即I₃=0.3A，
則R_3x===5Ω，
所以該擋位表盤中間示數(shù)應(yīng)為：R₃=R_3x-R₀=5Ω-2.5Ω=2.5Ω．
答：該擋位表盤中間示數(shù)應(yīng)為2.5Ω．
（4）當(dāng)指針指在表盤0.2位置時(shí)，電路中電流I₂=0.2A，
則R_2x===7.5Ω，
所以表盤0.2處示數(shù)應(yīng)為：R₂=R_2x-R₀=7.5Ω-2.5Ω=5Ω．
同理得：表盤0.4處示數(shù)應(yīng)為：R₄=1.25Ω．
由（1）分析知表盤0.6處示數(shù)應(yīng)為：R_AB=0．
如圖：
（5）電阻表表盤上的刻度是不均勻的，且零刻度在最右邊．
理由：用R₀表示A、B短接時(shí)電路中總電阻，測(cè)量電阻R_x時(shí)，電路中電流I=，可見(jiàn)I與R_x不成正比，
所以歐姆表表盤上的刻度是不均勻的；
當(dāng)R_x為零時(shí)電路中的電流為最大，指針為滿偏．
分析：（1）電流計(jì)的電流最大（滿偏），即電路中的電流最大，總阻值最小，所以是當(dāng)AB直接連在一起時(shí)，此時(shí)被測(cè)阻值為零；
（2）當(dāng)AB間斷開(kāi)，靈敏電流計(jì)示數(shù)最�。�零處），此時(shí)被測(cè)電阻最大（無(wú)窮大）；
（3）該電阻表表盤正中間位置處（即電流表的示數(shù)為0.3A）時(shí)，根據(jù)歐姆定律得出在表盤正中間位置時(shí)的總電阻R₃，利用電阻的串聯(lián)特點(diǎn)得出應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)R₃；
（4）同理得出表盤中0.2A、0.4A處的上方的標(biāo)注的電阻刻度R₂、R₄．最后根據(jù)數(shù)據(jù)在圖乙中的表盤標(biāo)上相應(yīng)的電阻刻度；
（5）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)得出電流表示數(shù)的表達(dá)式，據(jù)此判斷表盤刻度是否均勻．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是利用歐姆定律結(jié)合電路圖理解歐姆表指針位置的含義．