例析欧姆表的换挡原理作者:周志文来源:《中学生理科应试》2016年第01期 一、提出问题
背景值
例1 (2015年武汉四月调研)某实验小组用下列器材设计了如图1所示的欧姆表电路,通过调控电键S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“×1”、“×10”华南理工大学教务管理系统
两种倍率( ). A.干电池:电动势E=1.5 V察哈尔,内阻r=0.5Ω
B.电流表mA:满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=150Ω
C.定值电阻R1=1200Ω
D.电阻箱R2:最大阻值999.99Ω
E.电阻箱R3:最大阻值999.99Ω
F.电阻箱R4:最大阻值9999Ω
G.电键一个,红、黑表笔各1支,导线若干
图1 图2(1)该实验小组按图1正确连接好电路.当电键S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2,使电流表达到满偏电流,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内,则R内=
Ω,欧姆表的倍率是
(选填“×1”、“×10”).
(2)闭合电键S: 第一步:调节电阻箱R2和R3,当R2=
Ω且R3=
Ω时,再将红、黑表笔短接,电流表再次达到满偏电流. 第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图2所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为
Ω.
铁锰结核
这是一道2015年湖北省武汉市四月调研考试试题,主要考查了欧姆表的内部结构、换挡原理、中值电阻、闭合电路欧姆定律等知识点.是一道综合性强,命题立意较高,难度较大,能很好考查学生综合能力的好题.从考后试卷分析发现学生得分率比较低,很多学生束手无策,主要原因是学生对欧姆表内部电路结构和换挡原理没有弄清楚,不会灵活运用中值电阻.
解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知:内阻R内=EIg=1.50.001Ω=1500Ω2012高考理综全国卷,故中值电阻应为1500Ω.根据多用电表的换挡原理,倍率越高中值电阻(内阻)越大,表盘上只有两种档位,根据电路结构可知欧姆表倍率应为“×10”.(2)为了得到“×1”倍率,应将S闭合,指针满偏时对应的电阻为150Ω,电流I1=1.5150A=0.01A,此时表头中电流应为0.001A;则与之并联电阻R3电流应为I2=0.01-0.001=0.009A,并联电阻R3=0.001×(150+1200)0.009Ω=150Ω,R2+r=1.5-1.350.01Ω=15Ω,故R2=15-0.5=14.5Ω.
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