Question

某物理兴趣小组的同学在查阅资料时了解到，实际的电流表电阻虽然很小，但并不为零，实际的电压表电阻虽然很大，但并不是无穷大．通过请教老师，他们进一步了解到，电流表既可以用于测量电流，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．老师还特别强调，观察电流表，要注意指针满偏时的电流值，满偏电流的值在数值上等于该表的量程．在老师的指导下，该小组完成了将电流表改装成电压表的实验方案．该方案的要点有：
①设计电路：按右上图的方式给刻度均匀的电流表A串联一个电阻R，虚线框内即为改装后的电压表V；
②计算R的值：若电流表A的满偏电流为I_A，电阻为R_A，改装成的电压表V的量程为U_V，则由I_A=可得到R的值；
③给表盘重新标注示数：若通过电流表A的电流为I，改装成的电压表V两端的电压为U，则由I=的变形式U=I（R_A+R）可对表盘上每根刻度线重新进行标注．由于R_A+R是一个定值，因此U与I是正比关系，所以改装成的电压表V的刻度仍是均匀的．
现准备只接入一个电阻R，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．请你参考上述信息，完成下列任务：
（1）在右侧的虚线框内画出改表的电路图．
（2）计算出接入电阻R的阻值．
（3）简述理由，说明改装后的电流表的刻度是否均匀．

Answer 1

【答案】分析：（1）将小量程的电流表改装成大量程的电流表，需要并联一个定值电阻，起分流作用；
（2）根据并联电路电压和电流的特点，结合欧姆定律就可以计算出接入电阻的阻值；
（3）按照题中提供的分析思路，结合电路连接特点，判断新电流表的刻度是否均匀．
解答：解：（1）因为要把电流表的量程扩大，因此需要并联一个电阻，起分流作用，改装后的电路图如下：

（2）若电流表A的满偏电流为I_A，电阻为R_A，改装成的电流表A′的量程为I_A′，则I_A′=I_A+；
代入数据得：0.6A=0.1A+，解得R=0.1Ω．
（3）若通过电流表A的电流为I_A时，改装成的电流表A′两端的电流为I_A′，则由I_A′=I_A+=I_A（1+）可对表盘上每根刻度线重新进行标注．由于1+是一个定值，因此I_A′与I_A是正比关系，所以改装成的电流表A′的刻度仍是均匀的．
点评：这是一道实验题，立足于课本实验--用电流表测电流和用电压表测电压的实验，它源于课本而又高于课本，考查了课本实验内容以外的将小量程电流表改装成大量程电流表的延伸，充分体现了新课标的理念，打破了以往命题的抽象模式，关注了学生作为“人”的发展，关注了学生综合素质的发展，对学生动手动脑能力和创新思维能力进行了有效的考查．