龐國(guó)智
電流表是專門測(cè)量電流的儀表,它的量程和使用規(guī)則是初中物理中必須掌握的。在日常生活和工作中,有許多儀表都是由電流表改裝而成的。形式多樣的電流表被改裝后,它們的作用也發(fā)生了變化。
一、電流表改裝為油量表
例1:如圖所示是一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置,R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端,且由定位擋板限制只能在電阻上滑動(dòng)。從油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭?,就可以知道油箱?nèi)油面的高度h。已知電流增大時(shí),電流表指針向右偏轉(zhuǎn),則( ?搖?搖)
A.油面下降時(shí),電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
B.油量表的零刻度線一定與電流表原零刻度線相重合
C.油量表的刻度值從左往右是逐漸增大的
D.油箱內(nèi)的油越少,流過(guò)電流表的電流越大
解析:首先應(yīng)明確油量表相當(dāng)于一個(gè)電流表,電流增大時(shí),指針右偏,說(shuō)明油量多。即h大時(shí),指針右偏,故刻度值從左往右逐漸增大,同時(shí)油量表的示數(shù)可近似認(rèn)為是電流大小,I=U/R+R′。油面下降時(shí),浮標(biāo)下降,使得R增大,I減小,油量表指針左偏,下降至h為零時(shí),I=U/R+R′電流不為零,但油量表此時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)零刻度。因此選C。
二、電流表改裝為握力計(jì)
例2:為迎接體育中考,某同學(xué)自行設(shè)計(jì)了如圖所示的握力計(jì)。彈簧處于自然狀態(tài)時(shí),滑片P與滑動(dòng)變阻器R斷開,當(dāng)手在A、B之間握壓時(shí),壓縮彈簧,P在R上滑動(dòng),握力越大,電流表示數(shù)越大。請(qǐng)用筆畫線完成電路連接。
解析:本題創(chuàng)新之處是對(duì)電流表、彈簧、滑動(dòng)變阻器三種器材進(jìn)行整合組裝,得到一種新的儀器——握力計(jì)。連接其內(nèi)部各部分時(shí),不可將MN兩接柱同時(shí)連入電路,否則滑片P的滑動(dòng)不起作用。此題應(yīng)將滑片P上的接線柱與電源“+”(或“-”)連接,N接線柱與電源“-”(或“+”)連接。
三、電流表改裝為風(fēng)力測(cè)定儀
例3:一位同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)風(fēng)力測(cè)定儀,如圖所示O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸,OC是金屬桿,下面連接著一塊受風(fēng)板。無(wú)風(fēng)時(shí)OC是豎直的,風(fēng)越強(qiáng),OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大。AB是一段圓弧形電阻,P點(diǎn)是金屬桿與弧形電阻相接觸的點(diǎn),電路中接有一個(gè)小燈泡,測(cè)風(fēng)力時(shí),閉合開關(guān)S。通過(guò)分析可知:金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當(dāng)于一個(gè)?搖?搖?搖 ?搖,觀察?搖?搖?搖 ?搖可能粗略地反映風(fēng)力的大小。若要提高該裝置反映風(fēng)力大小的性能,則可采取的方法是?搖?搖 ?搖?搖。
解析:此題中金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器。可通過(guò)觀察燈泡的亮度粗略地反映風(fēng)力大小。但要提高反映風(fēng)力大小的性能,應(yīng)將燈泡換成電流表。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí),OC豎直,電阻最大,電路中的電流最?。伙L(fēng)越強(qiáng),OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大,變阻器連入電路中的電阻越小,電流越大。那么通過(guò)電流表的示數(shù)大小可以準(zhǔn)確的測(cè)定出風(fēng)力的大小和級(jí)別。電流表就改裝了一個(gè)風(fēng)力測(cè)定儀。
四、電流表改裝為溫度計(jì)
例4:如圖所示,把一個(gè)接點(diǎn)放在冰水混合物中,另一個(gè)接點(diǎn)由酒精噴燈加熱,檢流計(jì)就指示環(huán)路中有電流,具有這樣兩個(gè)接點(diǎn)的電路叫一個(gè)熱電耦,表中給出了鉑—銠合金電耦中電流大小與溫度計(jì)的關(guān)系。
(1)從表中可以發(fā)現(xiàn),電流的大小隨溫度差的增大而?搖?搖?搖?搖。
(2)這樣的熱電耦可以作為一個(gè)熱電源,它的電能是由?搖?搖?搖?搖
能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。
(3)熱電耦也可以作為一個(gè)熱電耦式溫度計(jì),試簡(jiǎn)要說(shuō)明如何利用這樣的溫度計(jì)測(cè)量鋼水的溫度?
(4)這種溫度計(jì)與實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)相比,有何優(yōu)點(diǎn)?
解析:(1)應(yīng)填增大。(2)應(yīng)填內(nèi)能。(3)因?yàn)殡娏髋c溫度不是線性關(guān)系,所以必須先進(jìn)行標(biāo)定,測(cè)出不同溫度時(shí)的電流,在電流I—溫度T坐標(biāo)上畫出電流I隨溫度T變化的曲線,然后再用此熱電耦進(jìn)行測(cè)量,由電流再在I—T圖線上查找出對(duì)應(yīng)的溫度T即可。(4)它可測(cè)普通溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的高溫和極低的低溫,還可以進(jìn)行遙測(cè)溫度。