Question

4．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(xué)想測(cè)定它的額定功率，實(shí)驗(yàn)室的工作人員提供了以下實(shí)驗(yàn)器材供其選用：

直流電源E一個(gè)（電動(dòng)勢(shì)為15V，內(nèi)阻不計(jì)）
直流電壓表V₀一個(gè)（量程為0～3V，內(nèi)阻為2kΩ）
直流電流表A₀一個(gè)（雙量程0～0.6～3A，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器一個(gè)：R_阻（規(guī)格0～15Ω、1.8A）
定值電阻三個(gè)：R₁=1kΩ，R₂=2kΩ，R₃=5kΩ
單刀單擲開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干根
（1）小明同學(xué)研究以后發(fā)現(xiàn)，電壓表量程不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為完成測(cè)量，他將電壓表進(jìn)行了“改裝”：在電壓表V₀上串聯(lián)一個(gè)或幾個(gè)電阻，利用分壓關(guān)系，以滿足電表偏轉(zhuǎn)的要求．若“改裝”成量程為12V的電壓表，在三個(gè)給定的定值電阻中應(yīng)選用R₁、R₃，將“改裝”成的電壓表內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖畫在圖甲方框中（標(biāo)注出所用器材的符號(hào)）
（2）“改裝”后的電壓表用    表示，選好器材后，他設(shè)計(jì)了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖乙所示．你認(rèn)為有沒(méi)有一個(gè)合理的電路，如有，請(qǐng)將其還原成實(shí)驗(yàn)原理圖，畫在圖丙方框內(nèi)；如沒(méi)有，請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)合理的電路，并將其畫在圖丙方框內(nèi)．
（3）若該用電器正常工作時(shí)，電流表的指針如圖丁所示，則它的額定功率為12.0W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知，電壓表量程擴(kuò)大4倍時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻也要擴(kuò)大4倍，即串聯(lián)的電阻為原來(lái)的3倍，再根據(jù)電阻的串聯(lián)選擇定值電阻．
（2）因直流電流表的內(nèi)阻不計(jì)，根據(jù)電流表內(nèi)接分流判斷電路的正誤和畫出電路圖．
（3）根據(jù)用電器的額定電壓和額定功率的大約值確定電流表的為0～3A，根據(jù)分度值讀出示數(shù)，根據(jù)P=UI求出它的額定功率．

解答 解：（1）根據(jù)串聯(lián)分壓原理，若“改裝”成量程為12V的電壓表，量程擴(kuò)大到原來(lái)的四倍，應(yīng)該串聯(lián)阻值等于原來(lái)內(nèi)阻3倍的電阻，在三個(gè)給定的定值電阻中應(yīng)選用R₁和R₃，如圖所示：

（2）想測(cè)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(nèi)阻不計(jì)，電路應(yīng)該設(shè)計(jì)成電流表內(nèi)接限流電路，所以沒(méi)有一個(gè)合理的電路．新的電路如圖示．

（3）若該用電器正常工作時(shí)，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．
故答案為：（1）R₁、R₃；（2）沒(méi)有；新的電路如圖示；（3）12.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表的改造和電路圖的設(shè)計(jì)以及電流表的讀數(shù)、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是知道電壓表的構(gòu)造和工作原理以及電流表內(nèi)接限流．