Question

【題目】 有一阻值恒定的電阻元件，額定功率P額=6W，額定電壓在10V～19V之間．若要正確使用該元件，應先知道其額定電壓．實驗室里有如下器材：一個蓄電池（電壓約為6V）、一個電流表（量程：0～0.6A和0～3A）、一個定值電阻R0=10Ω，兩個單刀開關、導線若干．請你用上述器材測出該元件的額定電壓．

（1）猜想與假設：根據歐姆定律I=U/R，電功率P=UI，只要我們測出元件電阻的阻值，進而就可計算出其額定電壓．

（2）設計實驗：

a．該元件的額定電流不超過 A．為提高測量的精確度，電流表應選量程 A．

b．根據實驗器材請把你設計的電路圖畫在方框中．

（3）進行實驗：請按照你設計的電路圖補全以下實驗步驟，并寫出測量的物理量及其對應的符號．

a．連接電路；b． ；c． ；d．斷開開關，整理器材．

（4）用測量的物理量和已知物理量的符號表示出額定電壓：U額= ．

Answer 1

【答案】（2）①0.6；0～0.6A；②實驗電路圖如圖所示；

（3）b、閉合S1，斷開S2，記下電流表示數I1；c、閉合S1和S2，記下電流表示數I2；

（4）。

【解析】（2）①由題意知電阻元件的額定功率為P額=6W，假設額定電壓最小為Umin=10V，則額定電流最大為I=P額/Umin=6W/10V=0.6A，所以電流表的量程選0～0.6A；②將電阻元件與R0并聯，兩個開關一個連在干路上、一個連在其中的一條支路上，電流表測量干路電流，如圖所示。

（3）實驗步驟：b、閉合S1，斷開S2，記下電流表示數I1；則電源電壓為U=I1R0。c、閉合S1和S2，記下電流表示數I2；即為干路電流。

（4）只閉合S1時，僅R0接入電路，通過R0的電流為I1，則電源電壓為U=I1R0①；當開關都閉合時，R0與R1并聯接在同一電源上，通過R0的電流不變為I1，則通過R1的電流IR1=I2﹣I1，U= IR1R1=（I2﹣I1）R1②；由①②得，則。