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        一道電學題目的聯想

        2016-05-14 03:39:59汪金曜
        理科考試研究·高中 2016年8期
        關鍵詞:示數量程電壓表

        汪金曜

        用兩個相同的小量程電流表,分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表A1、A2,若把A1、A2分別采用串聯或并聯的方式接入電路,如圖1所示,則閉合開關后,下列的說法正確的是

        A.圖1中的A1,A2的示數相同

        B.圖1中的A1,A2的指針偏角相同

        C.圖2中的A1,A2的示數和偏角都不同

        D.圖2中的A1,A2的指針偏角相同

        看罷了上面的題,你或許會會心的一笑,這是一道經典的老題了,這道題的解法也十分容易:

        電流表A1、A2是由兩個相同的小量程電流表改裝成的,它們并聯時,表頭的電壓相等,電流相等,指針偏轉的角度相同,量程大的電流表讀數大.當它們串聯時,A1、A2的示數相同.由于量程不同,內阻不同,兩電表兩端的電壓不同,流過表頭的電流不同,指針偏轉的角度不同.

        圖1中的A1、A2并聯,表頭的電壓相等,電流相等,指針偏轉的角度相同,A1、A2量程不同所以它們的內阻不同,由歐姆定理,得通過A1、A2的電流不同,所以A1、A2表讀數不同.故A錯誤,B正確.

        圖2中的A1、A2串聯,A1、A2的示數相同.由于量程不同,內阻不同,電表兩端的電壓不同,流過表頭的電流不同,指針偏轉的角度不同.故C、D錯誤.

        可是實驗事實真的是這樣嗎?如果你身旁有兩個一樣的電流表,不妨用它們的不同量程做實驗試試吧!

        結果一定已經使你大吃一驚了.理論推導沒有錯,可實驗結果為何與理論部相符呢?問題出在哪呢?

        其實我們都忽略了一個重要的問題,我們常使用的電流表都有兩個量程“0~0.6 A”、 “0~3A”它的簡化模型如圖3.

        相信看到這幅圖你一定已經知道問題所在了!

        如果將兩個相同的電流表的兩個量程并聯接入電路中,那么花它的等效電路圖如圖4.

        如圖4所示,路端電壓相同,由歐姆定理,

        得I1=U R1+Rg,I2=U Rg,

        顯然I1

        因此兩電流表的指針偏轉角度的比值為Rg R1+Rg.

        當然即便使用萬能電表仍然會出現以上情況.

        如果是電壓表的話能否有類似情況呢?如圖當電壓表串聯時流過兩表電流相同,加在兩表頭的電壓U=IRg.因此兩電壓表的偏轉角是相同的.但兩表的讀數卻不同,

        U1 U2=R1+Rg R1+R2+Rg,

        其實也就是電壓表的量程之比.

        看到這里讓我們再重新看一下題目吧!題目中說的是“兩個相同的小量程電流表,分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表A1、A2”而不是“兩個相同電流表的不同量程”因此理論與實際不矛盾.這也給我們提了個醒:在答題時認真讀題是一件非常重要的事情.

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