Question

有一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)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(nèi)，a，b為兩個(gè)接線柱．某學(xué)生為了研究A、B兩部分電學(xué)特性，通過查閱資料，得知A是一個(gè)定值電阻，其U-I值如表1；B是一種由特殊金屬制成的導(dǎo)體，該元件的額定電壓是7伏，為了既不破壞元件的結(jié)構(gòu)，但又能測(cè)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(shù)據(jù)測(cè)出了B的額定功率．請(qǐng)你回答以下問題：


（1）用筆線代替導(dǎo)線，將如圖2所示的器材連成一個(gè)測(cè)量元件的U-I值的電路．
（2）請(qǐng)利用表1和如圖3提供的數(shù)據(jù)求出B在正常工作時(shí)的額定功率P．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)導(dǎo)體的額定電壓確定電壓表的量程，且與導(dǎo)體串聯(lián)；電流表與導(dǎo)體串聯(lián)測(cè)通過的電流；
（2）取表格中任意一組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律求出A的電阻，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)通過A的電流，由圖象讀出干路電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)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(shù)據(jù)可知，通過A的電流可以達(dá)到104.8×10^-3A=104.8mA，
所以電流表選0～300mA的量程，且串聯(lián)在電路中，
滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)U_A=0.5V時(shí)，I_A=5×10^-3A，
根據(jù)歐姆定律可得：
R_A=

UA

IA

=

0.5V

5×10-3A

=100Ω，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U=7V，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴此時(shí)通過A的電流I_A′=

U

RA

=

7V

100Ω

=0.07A，
由圖象可知，此時(shí)電路中的總電流I=245×10^-3A=0.245A，
∵并聯(lián)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(shí)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(shí)的額定功率為1.225W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物電路圖的連接和并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)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(duì)應(yīng)的電流．