Question

某实验小组要测量一个用电器L的额定功率（额定电压为10V、额定功率在12W～15W之间），测量电路的部分导线已经接好（如图所示）．实验室有下列器材可供选用：
直流电源：E₁（电动势为3V，内阻很小）
E₂（电动势为15V，内阻很小）
直流电流表：A₁（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
A₂（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）
直流电压表：V（量程为3V、内阻为3kΩ）
滑动变阻器：R₁（阻值范围0～20Ω）
R₂（阻值范围0～200Ω）
定值电阻：R₃=3kΩ、R₄=9kΩ、R₅=25kΩ
开关一个，导线若干
为使测量尽可能准确、方便，请回答：
①电源应该选择

E₂

（填“E₁”或“E₂”）；
②电流表应该选择

A₂

（填“A₁”或“A₂”）；
③滑动变阻器应该选择

R₁

（填“R₁”或“R₂”）；
④由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装．请选择合适的定值电阻，在答卷所示图中用笔画线当导线连接好测量电路的剩余部分．

Answer 1

分析：（1）测量一个额定电压为10V的用电器L的额定功率，需要一个电动势至少为10V的电源．
（2）根据用电器正常工作时的电流确定电流表量程：既要在正常的工作范围内，又要使指针的偏转角尽量在

1

4

～

3

4

之间．
（3）根据串联电路特点及欧姆定律，求出用电器正常工作时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器的规格．
（4）电压表的量程是3V，要给它串联一个电阻，扩大它的量程至少是10V．要根据串联电路的分压原理，计算出扩大量程需要的电阻值，然后选择合适的定值电阻．

解答：解：（1）测量一个额定电压为10V的用电器L的额定功率，需要一个电动势至少为10V的电源．所以不能选择电动势为3V 的电源，要选择电动势为15V的电源E₂．
（2）用电器正常工作时的电流：确定电流表量程I=

P

U

=

15

10

A=1.5A，所以要选择量程大于1.5A的电流表A₂；
（3）用电器正常工作时的电阻值约：R=

U2

P

=

102

15

≈7Ω，此时最大电阻为20Ω的滑动变阻器便能够起到很好的分压效果，最大电阻是200Ω的滑动变阻器使用起来的效率较低，调节的效果也不太好．所以要选择最大电阻值为20Ω的滑动变阻器R₁．
（4）电压表的量程是3V，要扩大它的量程至少到10V，此时分压电阻上的电压为：U_分=10V-3V=7V
根据串联电路的分压原理：

U

U分

=

RV

R串

，所以：R串=

U串

U

?RV=

7

3

?3kΩ=7kΩ
所以需要给电压表串联一个至少7kΩ的定值电阻（太大也不好，定值电阻太大则量程太大，读数的效果不好．）所以9kΩ的定值电阻很合适．
由于用电器的电阻值约7Ω，属于小电阻，所以电流表要使用外接法．
根据以上的选择，先画出实验的电路图，然后连接实物图如图所示．
故答案为：①E₂；②A₂；③R₁； ④如图

点评：本题考查了电流表、电源和滑动变阻器的选择、连接电路图等问题，是实验的常考问题；连接电路图时，注意电表量程的选择，注意电压表正负接线柱不要接反接．