Question

有一額定電壓為10V、額定功率在10～15W之間的用電器，小明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：

直流電源E一個(電動勢為15V，內阻不計)

直流電壓表V₀一個(量程為0～3V，內阻為2kΩ)

直流電流表A₀一個（雙量程0～0.6～3A，內阻不計）

滑動變阻器一個：R_阻（規格0～15Ω、1.8A）

定值電阻三個：R₁=1 kΩ，R₂=2 kΩ，R₃=5 kΩ

單刀單擲開關1個，導線若干根

（1）小明同學研究以后發現，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上串聯一個或幾個電阻，利用分壓關系，以滿足電表偏轉的要求。若“改裝”成量程為12V的電壓表，在三個給定的定值電阻中應選用         ，將“改裝”成的電壓表內部結構電路圖畫在圖甲方框中（標注出所用器材的符號）

（2）“改裝”后的電壓表用V表示，選好器材后，他設計了以下三個實驗電路圖，如圖乙所示。你認為有沒有一個合理的電路，如有，請將其還原成實驗原理圖，畫在圖丙方框內；如沒有，請你幫他設計一個合理的電路，并將其畫在圖丙方框內。

（3）若該用電器正常工作時，電流表的指針如圖丁所示，則它的額定功率為        W 。

 

Answer 1

【答案】

（1）R₁   R₃        （4分）

（2）沒有，新的電路如圖示（4分）

（3）12.0（2分）

【解析】根據串聯分壓原理，若“改裝”成量程為12V的電壓表，量程擴大到原來的四倍，應該串聯阻值等于原來內阻3倍的電阻，在三個給定的定值電阻中應選用R₁和R₃。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不計，電路應該設計成電流表內接限流電路，所以沒有一個合理的電路。新的電路如圖示。若該用電器正常工作時，電流表的指針如圖丁所示，I=1.20A，則它的額定功率為P=UI=10×1.20W=12.0W。