高考中電流表改裝問題歸類分析

林 貴

近幾年高考都有對表頭改裝成新電表的考查,如2015年新課標(biāo)全國卷Ⅰ、 2016年海南卷、2017年新課標(biāo)全國卷Ⅲ、2018年新課標(biāo)全國卷Ⅱ、2019年新課標(biāo)全國卷Ⅰ、2019年新課標(biāo)全國卷Ⅲ．對此,筆者結(jié)合相關(guān)典型高考真題進(jìn)行歸類分析,以便讀者備考．

1 表頭改裝成電壓表

圖1

圖2

(2) 用量程為3V,內(nèi)阻為2 500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表對改裝表3V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)．所用電池的電動勢E為5V;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為50Ω和5kΩ.為了方便實驗中調(diào)節(jié)電壓,圖中R應(yīng)選用最大阻值為________的滑動變阻器．

(3) 校準(zhǔn)時,在閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑動端P應(yīng)靠近________(填“M”或“N”)端．

(2) 對于分壓式電路,要求滑動變阻器的最大值遠(yuǎn)小于并聯(lián)部分,同時還要便于調(diào)節(jié),故滑動變阻器選擇小電阻,即選擇50Ω的滑動變阻器．

(3) 在閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑動端P應(yīng)靠近M端,這樣把并聯(lián)部分電路短路,起到保護(hù)作用．

2 表頭改裝成電流表

圖3

圖4

(1) 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時,微安表的指針位置如圖5所示,由此可以推測出改裝的電流表量程不是預(yù)期值,而是______．(填正確答案標(biāo)號)

A. 18mAB. 21mA

C. 25mAD. 28mA

圖5

(2) 產(chǎn)生上述問題的原因可能是________．(填正確答案標(biāo)號)

A. 微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻大于1 200Ω

B. 微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻小于1 200Ω

C. R值計算錯誤,接入的電阻偏小

D. R值計算錯誤,接入的電阻偏大

(3)要達(dá)到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可,其中k=________．

故當(dāng)原微安表表盤達(dá)到滿偏時,實際量程為250μA×100=25mA,故本小題選C.

3 表頭改裝成歐姆表

圖6

(1)歐姆表設(shè)計.歐姆表改裝好后,滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為________Ω.滑動變阻器選________(填“R1”或“R2”)．

(2)刻度歐姆表表盤.通過計算,對整個表盤進(jìn)行電阻刻度,如圖7所示．表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為________、________．

圖7

最后,我們不妨將表頭改裝原理總結(jié)一下．其實,電壓表、歐姆表本質(zhì)還是電流表,只是將流過表頭的電流值通過一定函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換成電壓、電阻而已．如電壓表U=IRV，即電壓刻度與流過表頭的電流成正比,比例系數(shù)為RV,即電壓表的刻度是均勻的.對改裝成量程大的電流表、歐姆表原理也是一樣,讀者可自行推導(dǎo),筆者就不贅述了．