Question

 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=，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

 （2）①電阻元件的額定功率為6W，假設額定電壓最小為10V，額定電流最大為I=，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，如右圖所示：

（3）實驗步驟：

a、根據電路圖連接電路；

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）只閉合S₁，通過R₀的電流為I₁，

開關都閉合時，因接在同一電源上，通過R₀的電流不變，還是I₁，則通過R₁的電流I_R1=I₂﹣I₁；

因為R₀與R₁并聯，

所以I₁R₀=I_R1R₁，即：I₁R₀=（I₂﹣I₁）R₁；

變形可得，R₁=；

由P_額=可得，U_額==．

故答案為：

（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）．