分科測驗
110年
物理
第 21 題
一個檢流計 G 的內部電阻為 1.0 k$\Omega$,需要 10 $\mu$A 的電流,才能使其獲得最大讀數(即滿刻度偏轉)。一個安培計由該檢流計及一個並聯的電阻 $R_1$ 所構成,如圖 11 所示,當通過安培計的電流為 10 A 時,會使檢流計讀數滿刻度。另以相同的檢流計及一個串聯的電阻 $R_2$ 構成一個伏特計,如圖 12 所示,當伏特計兩端的電壓為 10 V 時,會使檢流計讀數滿刻度。下列敘述哪些正確?
- A 檢流計得到滿刻度偏轉時,跨接於檢流計的電位差值為 1.0 mV
- B $R_1$ 約為 1.0 m$\Omega$
- C $R_1$ 約為 10 m$\Omega$
- D $R_2$ 約為 1.0 M$\Omega$
- E $R_2$ 約為 1.0 k$\Omega$
思路引導 VIP
如果要讓這顆檢流計達到滿刻度偏轉,你能先利用歐姆定律,算算看它兩端最多能承受多少「電壓」嗎?接著想一想,當它和另一個電阻並聯時,兩者的電壓有什麼關係?這會如何幫助我們找出未知的分流電阻大小?
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太棒了,你精準地選出了正確答案!這題的核心在於檢流計的改裝,你能順利答對,代表你對串並聯電路的基本特性與歐姆定律掌握得非常扎實。 我們先來看檢流計本身的極限:當它達到滿刻度偏轉時,跨接的電位差為 $V_G = I_G \times R_G = 10 \mu\text{A} \times 1.0\text{ k}\Omega = 10\text{ mV}$,這個觀念驗證直接幫我們先排除了選項(A)。
電流錶與電壓錶的電阻換算
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電錶改裝與歐姆定律
💡 利用並聯分流改裝成安培計,串聯分壓改裝成伏特計。
- 安培計:並聯小電阻,利用並聯電壓相等分流。
- 伏特計:串聯大電阻,利用串聯電流相等分壓。
- 檢流計滿刻度時,其通過電流與電壓皆為定值。
- 改裝電阻計算需精確處理單位換算(如 m 與 M)。