Question

某人从国外带回一个小型电烙铁（内部加热的元件是电阻丝），铭牌上标有“***V，50W”的字样，其中额定电压值不清，估计在100V--130V 之间．为了测量出电烙铁的额定电压值，根据在初中物理学习的科学方法，通过测量电烙铁的某一个物理量，可以通过物理公式计算出其额定电压值．
请填写：用到的物理公式是

 

（选填：A．I=

U

R

 或B．P=

U2

R

）．测量的物理量是

 

．
现在有下列实验器材：
两节旧干电池，两个开关，带鳄鱼夹的导线若干．另外，还有可供选择的以下器材：
A．电流表A（量程：0--0.6A，0--3A ）．   B．电压表V（量程：0--3V，0--15V ）．
C．定值电阻R₁（阻值：5Ω）．             D．定值电阻R₂（阻值：200Ω）．
（1）为进行较准确的测量，选择的实验器材是

 

（填写器材前面字母序号）．
（2）在方框中画出实验电路图．
（3）写出实验步骤和每一步骤测量的物理量，并用规定的字母表示测量的物理量．
（4）用测量的物理量和已知物理量写出表示电烙铁额定电压的公式：U=

 

．

Answer 1

分析：（1）已知额定功率，根据公式P=

U2

R

可知，再测出电烙铁的电阻即可求出电烙铁的额定电压；
（2）选用一电压表测量定值电阻两端的电压，定值电阻的阻值不能太小，否则分担的电压太小，起不到好的效果；
（3）电烙铁与定值电阻串联，一开关与电烙铁并联；电压表测量定值电阻两端的电压；另一开关控制整个电路；
（4）闭合开关S₁和S₂，电路中只有电阻R₂；电压表测量R₂两端的电压，即为电源电压；闭合开关S₁，断开开关S₂，定值电阻与电烙铁串联，电压表测量R₂两端的电压；
（5）根据欧姆定律求出电路电流；再利用串联电路电压的规律求出电烙铁两端的电压．

解答：解：根据公式P=

U2

R

可知；只要知道电烙铁的电阻即可算出电烙铁的额定电压；
故答案为：B； 电烙铁的电阻．
（1）利用电压表和一个阻值较大的定值电阻即可测出电烙铁的电阻；
故答案为：B、D．
（2）电路图如图所示：R_X与R₂串联；开关S₂与R_X并联；电压表测量R₂两端的电压；开关S₁控制整个电路．
（3）测量步骤：①闭合开关S₁和S₂，读出电压表的示数U₁；
②闭合开关S₁，断开开关S₂，读出电压表的示数U₂；
（4）闭合开关S₁，断开开关S₂，定值电阻与电烙铁串联；R_X两端的电压U_X=U₁-U₂；
此时电路电流I=

U1

R2

；电烙铁电阻R_X=

U1-U2

U1 R2

；
所以电烙铁额定电压U_额=

P额Rx

=

(U1-U2)P额R2 U1

．

点评：本题考查实验器材的选取、进行实验的步骤以及根据题意画出电路图，关键是公式及其变形的灵活运用．