Question

有一個特殊結構的元件（如圖1所示），由A、B兩部分組成，被封閉在透明的玻璃殼內，a，b為兩個接線柱．某學生為了研究A、B兩部分電學特性，通過查閱資料，得知A是一個定值電阻，其U-I值如表1；B是一種由特殊金屬制成的導體，該元件的額定電壓是7伏，為了既不破壞元件的結構，但又能測定B的額定功率，他使用（如圖2所示）的器材，則得一組該元件的U-I值（如圖3所示）后，利用這些數據測出了B的額定功率．請你回答以下問題：


（1）用筆線代替導線，將如圖2所示的器材連成一個測量元件的U-I值的電路．
（2）請利用表1和如圖3提供的數據求出B在正常工作時的額定功率P．

Answer 1

分析：（1）根據導體的額定電壓確定電壓表的量程，且與導體串聯；電流表與導體串聯測通過的電流；
（2）取表格中任意一組數據，根據歐姆定律求出A的電阻，燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出此時通過A的電流，由圖象讀出干路電流，利用并聯電路的電流特點求出通過B的電流，利用P=UI求出B的額定功率．

解答：解：（1）由表中數據可知，通過A的電流可以達到104.8×10^-3A=104.8mA，
所以電流表選0～300mA的量程，且串聯在電路中，
滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，如下圖所示：

（2）由表格數據可知，當U_A=0.5V時，I_A=5×10^-3A，
根據歐姆定律可得：
R_A=

UA

IA

=

0.5V

5×10-3A

=100Ω，
燈泡正常發光時的電壓U=7V，
∵并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
∴此時通過A的電流I_A′=

U

RA

=

7V

100Ω

=0.07A，
由圖象可知，此時電路中的總電流I=245×10^-3A=0.245A，
∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過B的電流：
I_B=I-I_A′=0.245A-0.07A=0.175A，
B在正常工作時的額定功率：
P=UI_B=7V×0.175A=1.225W．
答：（1）如上圖所示；
（2）B在正常工作時的額定功率為1.225W．

點評：本題考查了實物電路圖的連接和并聯電路特點、歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是會根據通過A的最大電流確定電流表的量程和從圖象中得出電壓對應的電流．