Question

有一个额定电压为10V、额定功率在10W-15W之间的用电器L．（该用电器在电路中可用电阻符号表示），为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
A．电动势为3V、15V、50V的直流电源各一个（内阻不计）；
B．规格0-5Ω3A、规格0-15Ω2A、规格0-50Ω1A的三个滑动变阻器；
C．量程分别为0-0.6A、0-3A内阻可忽略的双量程直流电流表一只；
D．量程为0-3V、内阻为2kΩ的直流伏特表一只；
E．阻值为2kΩ、6kΩ、10kΩ的定值电阻各一个；
F．开关一个，导线若干；
利用上述仪器，为使测量尽可能准确、方便，并使耗电功率最小，请回答：
（1）应该选择的电源是

 

． 
（2）应该选择的滑动变阻器是

 

．
（3）在答题卡所给方框中画出测量电路图．

（4）若电流表的指针如图所示，由此可求得该用电器额定功率P=

 

．

Answer 1

分析：（1）先根据用电器的额定电压，选择与之匹配的电源；
（2）算出用电器的额定电流，再选择滑动变阻器；
（3）我们发现电压表的量程不符合要求，要扩大量程，电压表串联一个定值电阻，扩大量程；因直流电流表的内阻不计，电流表内接，使耗电功率最小，采用分流式接法，画出电路图．
（4）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）用电器的额定电压，选择与之匹配的电源可以选择15V的电源；
（2）根据I=

P

U

得，用电器的额定电流约为

15

10

=1.5A，用电器的电阻R=

U2

P

，根据已知条件可知，R在6.7-10Ω，为方便条件，滑动变阻器选规格为0～15Ω 2A；
（3）我们发现电压表的量程不符合要求，要扩大量程，电压表串联一个定值电阻，扩大量程；电压表量程应扩大到10～15V，所以要串联一个r₂=6kΩ的定值电阻，因直流电流表的内阻不计，电流表内接，使耗电功率最小，采用限流式接法，电路图如图所示：

（4）根据图象读出电流为1.20A，所以该用电器额定功率P=UI=10×1.20W=12.0W；
故答案为：（l）15V；（2）15Ω． （3）如图；12.0W．

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．