Question

有一個額定電壓為10V、額定功率在10W～15W之間的用電器L（該用電器在電路中可用電阻符號表示），為了測定它的額定功率，現有下面器材可供選用：
A．電動勢為3V、15V、50V的直流電源各一個（內阻均不計）
B．三種規格的滑動變阻器各一個R₁（規格為0～5Ω3A）、R₂（規格為0～15Ω 2A）、R₃（規格為0～50Ω 1A）
C．量程分別為0～0.6A、0～3A內阻可忽略的雙量程直流電流表一只
D．量程為0～3V、內阻為2kΩ的直流電壓表一只
E．阻值為r₁=2kΩ、r₂=6kΩ、r₃=20kΩ的定值電阻各一個（實驗中只能選用一個）
F．開關一個，導線若干
利用上述儀器，為使測量盡可能準確、方便，并使耗電功率最小，請回答：
（1）應該選擇的滑動變阻器是______．
（2）應該選擇的電流表量程是______．
（3）在方框中畫出測量電路圖．
（4）若電表的指針如圖所示，由此可求得該用電器額定功率P=______W（結果保留三位有效數字）．

Answer 1

【答案】分析：（1）先求出用電器的電阻，滑動變阻器的電阻應與用電器電阻差不多，方便調節；
（2）算出用電器的額定電流，再選擇電流表量程；
（3）我們發現電壓表的量程不符合要求，要擴大量程，電壓表串聯一個定值電阻，擴大量程；因直流電流表的內阻不計，電流表內接，使耗電功率最小，采用分流式接法，畫出電路圖．
（4）根據用電器的額定電壓和額定功率的大約值確定電流表的為0～3A，根據分度值讀出示數，根據P=UI求出它的額定功率．
解答：解：（1）用電器的電阻R=，根據已知條件可知，R在6.7-10Ω，為方便條件，滑動變阻器選R₂（規格為0～15Ω 2A）；
（2）根據得，用電器的額定電流約為=1.5A，所以電流表選擇0～3A的；
（3）我們發現電壓表的量程不符合要求，要擴大量程，電壓表串聯一個定值電阻，擴大量程；
電壓表量程應擴大到15V，所以要串聯一個r₂=6kΩ的定值電阻，
因直流電流表的內阻不計，電流表內接，使耗電功率最小，采用分流式接法，電路圖如圖所示：
（4）根據圖象讀出電流為1.20A，所以該用電器額定功率P=UI=10×1.20W=12.0W
故答案為：R₂；0～3A；如圖所示；12.0
點評：本題考查了電壓表的改造和電路圖的設計以及電流表的讀數、電功率的計算，關鍵是知道電壓表的構造和工作原理以及電流表內接限流．