Question

某實驗小組要測量一個用電器L的額定功率（額定電壓為10V、額定功率在12W～15W之間），測量電路的部分導(dǎo)線已經(jīng)接好（如圖所示）．實驗室有下列器材可供選用：
直流電源：E₁（電動勢為3V，內(nèi)阻很小）
E₂（電動勢為15V，內(nèi)阻很小）
直流電流表：A₁（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
A₂（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
直流電壓表：V（量程為3V、內(nèi)阻為3kΩ）
滑動變阻器：R₁（阻值范圍0～20Ω）
R₂（阻值范圍0～200Ω）
定值電阻：R₃=3kΩ、R₄=9kΩ、R₅=25kΩ
開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
為使測量盡可能準(zhǔn)確、方便，請回答：
①電源應(yīng)該選擇

E₂

（填“E₁”或“E₂”）；
②電流表應(yīng)該選擇

A₂

（填“A₁”或“A₂”）；
③滑動變阻器應(yīng)該選擇

R₁

（填“R₁”或“R₂”）；
④由于電壓表的量程不夠，要利用一個定值電阻進(jìn)行改裝．請選擇合適的定值電阻，在答卷所示圖中用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線連接好測量電路的剩余部分．

Answer 1

分析：（1）測量一個額定電壓為10V的用電器L的額定功率，需要一個電動勢至少為10V的電源．
（2）根據(jù)用電器正常工作時的電流確定電流表量程：既要在正常的工作范圍內(nèi)，又要使指針的偏轉(zhuǎn)角盡量在

1

4

～

3

4

之間．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路特點及歐姆定律，求出用電器正常工作時，滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器的規(guī)格．
（4）電壓表的量程是3V，要給它串聯(lián)一個電阻，擴大它的量程至少是10V．要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，計算出擴大量程需要的電阻值，然后選擇合適的定值電阻．

解答：解：（1）測量一個額定電壓為10V的用電器L的額定功率，需要一個電動勢至少為10V的電源．所以不能選擇電動勢為3V 的電源，要選擇電動勢為15V的電源E₂．
（2）用電器正常工作時的電流：確定電流表量程I=

P

U

=

15

10

A=1.5A，所以要選擇量程大于1.5A的電流表A₂；
（3）用電器正常工作時的電阻值約：R=

U2

P

=

102

15

≈7Ω，此時最大電阻為20Ω的滑動變阻器便能夠起到很好的分壓效果，最大電阻是200Ω的滑動變阻器使用起來的效率較低，調(diào)節(jié)的效果也不太好．所以要選擇最大電阻值為20Ω的滑動變阻器R₁．
（4）電壓表的量程是3V，要擴大它的量程至少到10V，此時分壓電阻上的電壓為：U_分=10V-3V=7V
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理：

U

U分

=

RV

R串

，所以：R串=

U串

U

?RV=

7

3

?3kΩ=7kΩ
所以需要給電壓表串聯(lián)一個至少7kΩ的定值電阻（太大也不好，定值電阻太大則量程太大，讀數(shù)的效果不好．）所以9kΩ的定值電阻很合適．
由于用電器的電阻值約7Ω，屬于小電阻，所以電流表要使用外接法．
根據(jù)以上的選擇，先畫出實驗的電路圖，然后連接實物圖如圖所示．
故答案為：①E₂；②A₂；③R₁； ④如圖

點評：本題考查了電流表、電源和滑動變阻器的選擇、連接電路圖等問題，是實驗的�？紗栴}；連接電路圖時，注意電表量程的選擇，注意電壓表正負(fù)接線柱不要接反接．