Question

某工廠裝配車間有一個純電阻元件，其上標有“1*V，6W”字樣，其中額定電壓值不清，估計在10V～19V之間，若要正確使用這個元件，需找出它的額定電壓值�，F(xiàn)在實驗室中有以下實驗器材：

一個蓄電池(電壓約6V)，一只電流表④(量程：0～0．6A，0～3A)，兩個開關(guān)，導(dǎo)線若干。另外，還有可供選擇的定值電阻R₀，分別為：A．1Ω 　B．30Ω　C．500Ω　D．1kΩ

請你利用上述器材，通過實驗測量，找出此元件的額定電壓值。

(1)根據(jù)學(xué)過的電功率公式，只要測量出元件的某一物理量____________，即可計算出它的額定電壓值。

(2)為較準確地測量，電流表的量程應(yīng)選：____________，選用的定阻電阻R₀(要求從四個電阻中任選一個)為____________。

(3)畫出實驗電路圖。

(4)按照你設(shè)計的電路圖，補全下列實驗步驟，并寫出實驗中要測量的物理量(用字母表示)。

a．連接電路。

b．_______________________。

c.________________________。

d．斷開電路，整理器材。

e．用測得的物理量和已知物理量表示計算元件額定電壓的公式為U_額＝____________。

Answer 1

點撥：此題不是課本中的實驗，但它用到的是課本中的知識。學(xué)生必需，需要對所學(xué)知識進行一定的綜合和重組，設(shè)計出科學(xué)合理的方案。這就要一定的知識遷移能力和綜合分析解決問題的能力。

⑴從實驗的原理上考慮，因為燈泡的電阻不變，如果測出電阻，就能根據(jù)電功率公式變形來求出額定電壓。

⑵電流表量程的選擇可根據(jù)提供的電源電壓值和燈泡的功率來粗略估計，不超過0.6A，就選擇0～0.6A的量程。從題中條件可知電源電壓低于燈泡的額定電壓，則燈泡的實際功率小于額定功率6W，由此可估算出燈泡的電流不會超過0.6A。對電阻R₀的選擇應(yīng)注意測量時要有明顯的分壓，并與燈泡的電阻相差不能太大，同時又要有利于計算，故選30Ω或11Ω。

⑶中的電路圖和⑷中的設(shè)計的步驟，應(yīng)依據(jù)自己的思路而定。

全解：⑴電阻；⑵30Ω（或11Ω）；

方法1：⑶電路圖如圖4所示。

(4)b．閉合S₁，斷開S₂，記下電流表示數(shù)I₁

　 c．閉合S₂，斷開S₁，記下電流表示數(shù)I₂

　 e．

方法2：⑶電路圖如圖5。

(4)　b．閉合S₁，斷開S₂，記下電流表示數(shù)I₁

　　c．同時閉合S₁、S₂，記下電流表示數(shù)I₂

　　e．