Question

高中物理电学实验题，有水平的进来

23．（11分）
有一个额定电压为10V、额定功率在10W~15W之间的用电器L（该用电器在电路中可用电阻符号表示），为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
A．电动势为3V、、50V的直流电源各一个（内阻均不计）
B．三种规格的滑动变阻器各一个R1（规格为0~5Ω3A）、R2（规格为0~15Ω 2A）、R3（规格为0~50Ω 1A）
C．量程分别为0~0.6A、0~3A内阻可忽略的双量程直流电流表一只
D．量程为0~3V、内阻为2kΩ的直流电压表一只
E．阻值为r1=2kΩ、r2=6kΩ、r3=20kΩ的定值电阻各一个（实验中只能选用一个）
F．开关一个，导线若干
利用上述仪器，为使测量尽可能准确、方便，并使耗电功率最小，请回答：
（1）应该选择的滑动变阻器是 。
（2）应该选择的电流表量程是 。
（3）在方框中画出测量电路图。
（4）若电表的指针如图所示，由此可求得该用电器额定功率P= W（结果保留三位有效数字）。
第一小题答案是R2，为什么R1不行。

Answer 1

如果你在输入的时候没有打错字，那么这道题本身就是错题。
1、即使用电器是纯电阻，要测其额定功率也必须在额定电压下进行，而不能在较低电压下测出其电阻，再利用额定电压进行计算。因为其电阻是要随工作状态改变的（电阻率变化）；
2、这样的话，电源只能选50V电动势的。为让用电器正常工作，需要将其两端电压调节为10V。题中共给了3个变阻器，3个定值电阻，定值电阻阻值太大，显然不合用（从出题者意思看，定值电阻应该是用来改装电压表的），只剩下变阻器可供考虑；
3、若采取限流接法，R1、R2阻值不够大(比如楼下的接法，电路总电阻最大可能为15+6.67=21.67欧，则最小电流就有可能超过2A，用电器在和R2均无法承受)R3虽然从阻值上看够了，但考虑到用电器额定电流可能达到1.5A，而R3的额定电流只有1A，因而此路不通；
4、最后只能考虑分压接法，但这条路也是走不通的。由第3条分析可知，R3肯定不可行。现在只剩下R1、R2。但即使将R1、R2的全部阻值均接入电路，电路中总电流也将分别达到50/5=10A和50/15=3.33A，均已超出两个变阻器所能承受的最大电流。何况采取分压接法后，由于要将测量电路与变阻器的一部分并联，总阻值会更小，总电流会更大。
综上分析，由题中所给器材根本无法让用电器正常工作，当然无法测出其额定功率。

Answer 2

额定电压为10V、额定功率在10W~15W之间的用电器：
根据以上数据可以通过I＝P/U，计算出通过它的额定电流是1A~1.5A，而电阻约为7~10欧姆。为安全起见，取较大的值，应选不小于1.5A的电流表，而我们又希望尽可能准确，所以选择量程不小于1.5A的，量程最小的电流表，与此同理，选择R2，优于R1，而R3不可用。
如果能给出电路图，可能情况要分析得更具体翔实些。

Answer 3

像初中物理题，请问电源电动势给对没有，怎么会有3v电源，若选50v吧又会造成电路电流太大，你给的电阻除了R3不能很好的限制电流吧

Answer 4

因为用电器额定电压为10V，额定功率在10W~15W之间，故电路中电流正常应在1A~1.5A之间，只有R2的规格最接近，所以选R2；电流表量程应选0~3A，电源应选30V的，选用r2将电压表量程扩大为0~12V，并接在用电器两端，如图：