Question

18．某物理兴趣小组的同学在查阅资料时了解到，实际的电流表虽然阻值很小，但并不为零．通过请教老师，他们进一步了解到，电流表可以用于测量电流，也可以在一定条件下测量电压； 通过给小量程电流表串联或并联一个适当阻值的定值电阻，还可以将它改装成电压表或大量程电流表．于是他们准备只接入一个电阻R_x，将一个满偏电流I_A=0.1A、电阻R_A=0.5Ω、刻度均匀的电流表改装成一个量程为0.6A的电流表．请帮助他们解决如下问题：
（1）请在虚线框内画出该表的电路图；
（2）计算出接入电阻R_X的阻值；
（3）计算改装后的电流表指针达到满偏时，电阻R_X消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）根据并分流的知识，要使电流表能够测出0.6A的电流，可给电流表并联的一个电阻，当电流表满偏时，通过定值电阻的电流为0.5A，则改装后的电流表可测量0.6A的电流；
（2）根据并联电路的电流特点求出R_x的电流，根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律得出等式即可求出并联R_x的阻值；
（3）知道通过R_x的电流和阻值，根据P=I²R求出电阻R_X消耗的电功率．

解答 解：（1）由于电流表的量程太小，要想测量更大的电流，应并联一个电阻来起到分流的作用，如图所示：

（2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，R_x的电流：
I_x=I-I_A=0.6A-0.1A=0.5A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：
U=I_xR_x=I_AR_A，即0.5A×R_x=0.1A×0.5Ω，
解得：R_x=0.1Ω；
（3）改装后的电流表指针达到满偏时，电阻R_x消耗的电功率：
P_x=I_x²R_x=（0.5A）²×0.1Ω=0.025W．
答：（1）该表的电路图如上图所示；
（2）接入电阻R_x的阻值为0.1Ω；
（3）改装后的电流表指针达到满偏时，电阻R_X消耗的电功率为0.025W．

点评 本题是有关电流表的量程改装问题，根据题干给出的提示，主要考查了欧姆定律、电功率公式在并联电路中的应用，解决此题的关键是能够将电流表看做一个电阻与分流电阻并联，并确定分流电阻的电流和电压．