Question

4．有一额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的用电器，小明同学想测定它的额定功率，实验室的工作人员提供了以下实验器材供其选用：

直流电源E一个（电动势为15V，内阻不计）
直流电压表V₀一个（量程为0～3V，内阻为2kΩ）
直流电流表A₀一个（双量程0～0.6～3A，内阻不计）
滑动变阻器一个：R_阻（规格0～15Ω、1.8A）
定值电阻三个：R₁=1kΩ，R₂=2kΩ，R₃=5kΩ
单刀单掷开关1个，导线若干根
（1）小明同学研究以后发现，电压表量程不能满足实验要求，为完成测量，他将电压表进行了“改装”：在电压表V₀上串联一个或几个电阻，利用分压关系，以满足电表偏转的要求．若“改装”成量程为12V的电压表，在三个给定的定值电阻中应选用R₁、R₃，将“改装”成的电压表内部结构电路图画在图甲方框中（标注出所用器材的符号）
（2）“改装”后的电压表用    表示，选好器材后，他设计了以下三个实验电路图，如图乙所示．你认为有没有一个合理的电路，如有，请将其还原成实验原理图，画在图丙方框内；如没有，请你帮他设计一个合理的电路，并将其画在图丙方框内．
（3）若该用电器正常工作时，电流表的指针如图丁所示，则它的额定功率为12.0W．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路分压特点可知，电压表量程扩大4倍时，对应的电阻也要扩大4倍，即串联的电阻为原来的3倍，再根据电阻的串联选择定值电阻．
（2）因直流电流表的内阻不计，根据电流表内接分流判断电路的正误和画出电路图．
（3）根据用电器的额定电压和额定功率的大约值确定电流表的为0～3A，根据分度值读出示数，根据P=UI求出它的额定功率．

解答 解：（1）根据串联分压原理，若“改装”成量程为12V的电压表，量程扩大到原来的四倍，应该串联阻值等于原来内阻3倍的电阻，在三个给定的定值电阻中应选用R₁和R₃，如图所示：

（2）想测定额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的用电器的额定功率，由于直流电流表内阻不计，电路应该设计成电流表内接限流电路，所以没有一个合理的电路．新的电路如图示．

（3）若该用电器正常工作时，电流表的指针如图丁所示，I=1.20A，则它的额定功率为P=UI=10×1.20W=12.0W．
故答案为：（1）R₁、R₃；（2）没有；新的电路如图示；（3）12.0．

点评 本题考查了电压表的改造和电路图的设计以及电流表的读数、电功率的计算，关键是知道电压表的构造和工作原理以及电流表内接限流．