Question

有一額定電壓為10V、額定功率在10～15W之間的用電器，小李同學想測定它的額定功率．實驗室的工作人員提供了以下實驗器材供其選用：
A．直流電源E一個（電動勢為15V，內阻不計）
B．直流電壓表V₀一個（量程為0～3V，內阻為2kΩ）
C．直流電流表A₀一個（雙量程0～0.6～3A，內阻約為20Ω和4Ω）
D．滑動變阻器一個：R_阻（規格0～5Ω、3.8A）
E．定值電阻三個：R₁=2kΩ，R₂=4kΩ，R₃=6kΩ
F．單刀單擲開關1個，導線若干根  
①小李同學研究以后發現，電壓表量程不能滿足實驗要求．為完成測量，他將電壓表進行了“改裝”：在電壓表V₀上串聯一個定值電阻，利用分壓關系，以滿足電表偏轉的要求．在三個給定的定值電阻中應選用

R₃

．（標注出所用器材的符號）
②“改裝”后的電壓表用表示，選好器材后，他設計了以下三個實驗電路圖，如圖甲所示．根據實驗的要求，電路

B

較為合理．
③若該用電器正常工作時，電流表的指針如圖乙所示，則它的額定功率為

12

W．（保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）根據串聯電路分壓特點可知，電壓表量程擴大4倍時，對應的電阻也要擴大4倍，即串聯的電阻為原來的3倍，再根據電阻的串聯選擇定值電阻．
（2）因直流電流表的內阻不計，根據電流表內接分流判斷電路的正誤和畫出電路圖．
（3）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）根據串聯分壓原理，若“改裝”成量程為12V的電壓表，量程擴大到原來的4-5倍，應該串聯阻值等于原來內阻3-4倍的電阻，若改裝后電壓10V，得：R串=

U

U0 RV

-RV=(

U

U0

-1)RV=(

10

3

-1)×2≈4.7kΩ，所以在三個給定的定值電阻中應選用R₃：
（2）想測定額定電壓為10V、額定功率在10～15W之間的用電器的額定功率，由于直流電流表內阻相對比較大，不能忽略，電路應該設計成電流表外接；因為滑動變阻器的電阻值只有5Ω，對電路的限流作用比較小，而使用分壓電路的效果比較好，所以滑動變阻器采用分壓接法．所以電路B比較合理．
（3）若該用電器正常工作時，額定電流的最小值：Imin=

Pmin

U

=

10

10

A=1.0A，所以電流表選擇的是0～3A的檔位，電流表表盤的刻度最小分度為0.1A，當電流表的指針如圖丁所示時，讀數：I=1.20A，所以則它的額定功率為P=UI=10×1.20W=12W．
故答案為：（1）R₃；（2）B；（3）12

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．