Question

有一额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的用电器，小李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：
A．直流电源E一个（电动势为15V，内阻不计）
B．直流电压表V₀一个（量程为0～3V，内阻为2kΩ）
C．直流电流表A₀一个（双量程0～0.6～3A，内阻约为20Ω和4Ω）
D．滑动变阻器一个：R_阻（规格0～5Ω、3.8A）
E．定值电阻三个：R₁=2kΩ，R₂=4kΩ，R₃=6kΩ
F．单刀单掷开关1个，导线若干根  
①小李同学研究以后发现，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上串联一个定值电阻，利用分压关系，以满足电表偏转的要求．在三个给定的定值电阻中应选用

R₃

．（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，如图甲所示．根据实验的要求，电路

B

较为合理．
③若该用电器正常工作时，电流表的指针如图乙所示，则它的额定功率为

12

W．（保留两位有效数字）

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4-5倍，应该串联阻值等于原来内阻3-4倍的电阻，若改装后电压10V，得：R串=

U

U0 RV

-RV=(

U

U0

-1)RV=(

10

3

-1)×2≈4.7kΩ，所以在三个给定的定值电阻中应选用R₃：
（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相对比较大，不能忽略，电路应该设计成电流表外接；因为滑动变阻器的电阻值只有5Ω，对电路的限流作用比较小，而使用分压电路的效果比较好，所以滑动变阻器采用分压接法．所以电路B比较合理．
（3）若该用电器正常工作时，额定电流的最小值：Imin=

Pmin

U

=

10

10

A=1.0A，所以电流表选择的是0～3A的档位，电流表表盘的刻度最小分度为0.1A，当电流表的指针如图丁所示时，读数：I=1.20A，所以则它的额定功率为P=UI=10×1.20W=12W．
故答案为：（1）R₃；（2）B；（3）12

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．