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。現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，導線若干。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)根據學過的電功率公式，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。學生必需，需要對所學知識進行一定的綜合和重組，設計出科學合理的方案。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中的設計的步驟，應依據自己的思路而定。

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I₁

　 c．閉合S₂，斷開S₁，記下電流表示數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I₁

　　c．同時閉合S₁、S₂，記下電流表示數I₂

　　e．