上海喬嶺儀器儀表有限公司

用(yòng)電(diàn)流表和(hé)電(diàn)壓表改裝成實際測量儀表是(shì)歐姆定律部分(fēn)的(de)一(yī)個(gè)重要(yào)≤知(zhī)識點，此類題既可(kě)以考查對(duì)歐姆定律應用(yòng)的(de)理(lǐ)解，又(yòu)可(kě)以考查利用(yònΩg)物(wù)理(lǐ)知(zhī)識解決實際問(wèn)題的(de)能(néng)力。下(xià)面通(tōng)過兩道(dào)例題簡單分(fēn)析。

一(yī)、電(diàn)流表改裝成油量表

由電(diàn)流表改裝而成的(de)油量表一(yī)般是(shì)串聯在電(diàn)路(lù)中，當電(diàn)路(lù)中電(diàn)阻發生(₩shēng)變化(huà)時(shí)，電(diàn)路(lù)中電(diàn)流也(yě)會(huì)©發生(shēng)變化(huà)，即此時(shí)油量表示數(shù)也(yě)發生(shēng)相(xiàng)應變化(huà)。 例1 如(rú)圖1所示是(shì)自(zì)動測定油箱內(nè↓i)油量的(de)原理(lǐ)圖，O為(wèi)杠杆支點，油量表是(shì)由量程為(wèi) 0～0.6 A的(de)電(diàn)流表改裝而成Ω的(de)，R0阻值為(wèi) 10 Ω，電(diàn)源電(diàn)壓為(wèi)3 V，Rx是(∏shì)規格為(wèi)“20 Ω 1 A”的(de)滑動變阻器(qì)。當Rx的(de)滑片處于很(hěn)上(shàng)端時(shí)，電(diàn)路(≠lù)中的(de)電(diàn)流是(shì) A，此時(shí)油量表示數(shù)為(wèi) 0；當油☆面上(shàng)升時(shí)，電(diàn)路(lù)中的(de)電(diàn)阻将 ，電(diàn)流将 。（後兩空(kōng)選填“增大(dà)”或“減小(xiǎ£o)”）

解析：本題是(shì)一(yī)種自(zì)動測定油箱內(nèi)油面高(gāo)度的(de)裝置，因為(wèi)油量表串聯在電(diàn)δ路(lù)中，所以油量表是(shì)由電(diàn)流表改裝而成的(de)。該裝置通(tōng)過浮标的(de)浮沉來(lái)改變電(diàn)阻Rx的(de)阻值，從(cóng)而改變電(di♦àn)路(lù)中的(de)電(diàn)流，即改變油量表的(de)示數(shù)。

當油箱內(nèi)油量為(wèi)0，Rx滑片處于很(hěn)上(shàng)端時(shí)，Rx = ¥20 Ω，R0 = 10 Ω，I = UR = 20 Ω3+V10 Ω = 0.1 A；當油面上(shàng)升時(shí)，Rx滑片向下(xià)移，電(diàn)阻減小(xiǎo)，即電•(diàn)路(lù)中總電(diàn)阻将減小(xiǎo)，電(diàn)流将增大(dà)，油量表示數(shù)也(yě)随之增大(dà)π

答(dá)案：0.1 減小(xiǎo) 增大(dà)

點評：（1）電(diàn)阻R0對(duì)電(diàn)路(lù)起保護作(zuò)用(yòng)，即電(diàn)路(lù)中很(hěn)小(xiǎo)阻值（加滿油時(sh€í)）為(wèi)10 Ω，這(zhè)樣電(diàn)路(lù)很(hěn)大(dà)電(diàn)流為(wèi)0.3 A，油量為(wèi) 0 時(shí)電(diàn)₽流為(wèi) 0.1 A，油量表示數(shù)範圍為(wèi) 0.1~0.3 A。這(zhè)反映 出油量表與電(diàn)流表存在細微(wēi)區(qū)别：兩表低(dī)刻度線不(bù)重合，油量表的(de)低(dī)刻度線在電(diàn)流表的(de)0.↓1 A示數(shù)處。 （2）這(zhè)個(gè)改裝電(diàn)路(lù)還(hái)有(yǒu)一(yī)個(gè)很(hěn)大(dà)的(de)缺陷就(jiù)是(shì)沒≤有(yǒu)開(kāi)關，無論油量多(duō)少(shǎo)電(diàn)路(lù)中總是(shì)存在電(diàn)流。可(kě)以在滑動變阻器(qì)很(hěn)下(xi↕à)端貼一(yī)個(gè)微(wēi)小(xiǎo) 緣層，這(zhè)樣當油加滿時(shí)電(diàn)路(lù)自(z≠ì)動斷電(diàn)，油量表示數(shù)自(zì)動變為(wèi)0。

變式訓練1：圖2是(shì)一(yī)個(gè)自(zì)動體(tǐ)重測試儀的(de)工(gōng)作(zuò )原理(lǐ)圖，有(yǒu)關它的(de)說(shuō)法正确的(de)是(shì)（ ）。

A. 體(tǐ)重測試儀電(diàn)路(lù)由于缺少(shǎo)開(kāi)關，始終處于通(tōng)路(lù)✔無法斷開(kāi)

B. 體(tǐ)重示數(shù)計(jì)是(shì)用(yòng)電(diàn)壓表改裝成的(de)

C. 自(zì)動體(tǐ)重測試儀中電(diàn)阻R1可(kě)有(yǒu)可(kě)無

D. 體(tǐ)重測試儀所測體(tǐ)重越大(dà)，電(diàn)路(lù)中的(de)電(diàn)流越☆大(dà)

答(dá)案：D

二、電(diàn)壓表改裝成電(diàn)子(zǐ)秤

由電(diàn)壓表改裝而成的(de)電(diàn)子(zǐ)秤一(yī)般是(shì)将電(diàn)壓表與電(diàn)路(lù)中某個(gè)電(diàn)阻并聯，•當電(diàn)路(lù)中電(diàn)阻發生(shēng)變化(huà)時(shí)，電(diàn)路(lù)中電(diàn)流也(yě)會(huì)發生(shēng)變化(h uà)，此時(shí)與電(diàn)子(zǐ)秤并聯的(de)電(diàn)阻電(diàn)壓也(yě)會(huì)發生(shēng)變化(huà)，使得(de)電σ(diàn)子(zǐ)秤示數(shù)發生(shēng)變化(huà)。 例2 某同學自(zì)制(zhì)電(diàn)子(z ǐ)秤的(de)原理(lǐ)圖如(rú)圖3所示，電(diàn)源電(diàn)壓為(wèi)12 V，R0是(shì)阻值為(wèi)10 Ω的(de)定值電(diàn)阻，壓力表為"(wèi) 0～15 V 的(de)電(diàn)壓表，R 是(shì)壓敏電(diàn)阻，其阻值與所受↕壓力大(dà)小(xiǎo)關系如(rú)表。該電(diàn)路(lù)中的(de)很(hěn)小(xiǎoβ)電(diàn)流是(shì)A（忽略踏闆、直杆 ABO 及壓杆的(de)重力）；若壓杆對(duì) R的(de)壓★力為(wèi) 200 N，此時(shí) R的(de)阻值為(wèi) Ω。當踏闆上(shàng)的(de)壓力增大(dà)時(shí)，通(tōng)過R的(de)電(diàn)流 ，壓力表的‍(de)示數(shù) 。（後兩空(kōng)填“減小(xiǎo)”或“增大(dà)”）

解析：分(fēn)析電(diàn)子(zǐ)秤的(de)原理(lǐ)圖可(kě)知(zhī)：定值電(diàn)阻R0與壓敏電(diàn≥)阻R串聯，由電(diàn)壓表改裝成的(de)壓力表測量電(diàn)阻 R0電(diàn)壓。當 F = 0 N，R↔ = 30 Ω 時(shí)，電(diàn)路(lù)中電(diàn)流很(hěn)小(xiǎo)，即 Imin = RU總 = 30 Ω12+V10 Ω = 0 .3 A；分(fēn)析壓敏電(diàn)阻阻值與所受壓力大(dà)小(xiǎo)關系可(kě)知(zhī)，壓力每增加 50 N，電(diàn)阻 R 減小(xiǎo) 3 Ω，所以當壓杆對φ(duì) R 的(de)壓力為(wèi) 200 N 時(shí)，R =18 Ω；當踏闆上(shàng)的(de)壓力增大(d$à)時(shí)，壓敏電(diàn)阻R減小(xiǎo)，總電(diàn)阻減小(xiǎo)，電(diàn)流增大(dà)，電(diàn)阻R0的(de)電(diàn≈)壓增大(dà)，即壓力表的(de)示數(shù)增大(dà)。

答(dá)案：0.3 18 增大(dà) 增大(dà)

點評：若需討(tǎo)論電(diàn)表改裝成的(de)測量儀表刻度是(shì)否均勻，則主要(yào)看(kàn)由刻度對(d♠uì)應的(de)物(wù)理(lǐ)量與被測量物(wù)理(lǐ)量之間(jiān)是(shì)否成線性關系，如(rú)果兩個(gè)物(wù)理(lǐ)量之間(jiāαn)符合y = kx或y = kx + b，這(zhè)樣的(de)電(diàn)表改裝成的(de)儀表刻度是(shì)均勻的(de)，否則刻度不(bù&)均勻。回到(dào)本題中，由阻值R與所受壓力F大(dà)小(xiǎo)關系得(de)出F = - 530 R + 500，即 R = 30  - 530 F，根據歐姆定律變形式得(de)壓力表示數(shù)為(wèi) U = I × R0 = 12 R + R0 ‌× R0 = 12 30 - 530 F + 10 × 10 = 6 000 2 000 - 3F，即 U = 6 ≈000 2 000 - 3F，這(zhè)裡(lǐ)壓力表示數(shù) U 與壓力大(dà)小(xiǎo) F 不(bù)成線性關系，即由電(diπàn)壓表改裝而成的(de)電(diàn)子(zǐ)秤刻度是(shì)不(bù)均勻的(de)，用(yòng)同樣的(de)方法也(yě)可(kě)‍以分(fēn)析出由電(diàn)流表改裝成的(de)油量表的(de)刻度也(yě)是(shì)不(bù)均勻的™(de)

變式訓練2：下(xià)面是(shì)某物(wù)理(lǐ)興趣小(xiǎo)組設計(jì)的(de)四個(gè)測量身(shēn)高(gāo)的(de)電(diàn)路(l‍ù)圖，身(shēn)高(gāo)儀都(dōu)由電(diàn)壓表改裝而成，能(néng)實現(xiàn)身(shēn)高(gāo)越高(gāo)，身(shēn)高(gāo)儀示≈數(shù)越大(dà)，且刻度均勻的(de)電(diàn)路(lù)是(shì)（ ）。