Question

某工厂装配车间有一个纯电阻元件，其上标有“1*V，6W”字样，其中额定电压值不清，估计在10V～19V之间，若要正确使用这个元件，需找出它的额定电压值。现在实验室中有以下实验器材：

一个蓄电池(电压约6V)，一只电流表④(量程：0～0．6A，0～3A)，两个开关，导线若干。另外，还有可供选择的定值电阻R₀，分别为：A．1Ω 　B．30Ω　C．500Ω　D．1kΩ

请你利用上述器材，通过实验测量，找出此元件的额定电压值。

(1)根据学过的电功率公式，只要测量出元件的某一物理量____________，即可计算出它的额定电压值。

(2)为较准确地测量，电流表的量程应选：____________，选用的定阻电阻R₀(要求从四个电阻中任选一个)为____________。

(3)画出实验电路图。

(4)按照你设计的电路图，补全下列实验步骤，并写出实验中要测量的物理量(用字母表示)。

a．连接电路。

b．_______________________。

c.________________________。

d．断开电路，整理器材。

e．用测得的物理量和已知物理量表示计算元件额定电压的公式为U_额＝____________。

Answer 1

点拨：此题不是课本中的实验，但它用到的是课本中的知识。学生必需，需要对所学知识进行一定的综合和重组，设计出科学合理的方案。这就要一定的知识迁移能力和综合分析解决问题的能力。

⑴从实验的原理上考虑，因为灯泡的电阻不变，如果测出电阻，就能根据电功率公式变形来求出额定电压。

⑵电流表量程的选择可根据提供的电源电压值和灯泡的功率来粗略估计，不超过0.6A，就选择0～0.6A的量程。从题中条件可知电源电压低于灯泡的额定电压，则灯泡的实际功率小于额定功率6W，由此可估算出灯泡的电流不会超过0.6A。对电阻R₀的选择应注意测量时要有明显的分压，并与灯泡的电阻相差不能太大，同时又要有利于计算，故选30Ω或11Ω。

⑶中的电路图和⑷中的设计的步骤，应依据自己的思路而定。

全解：⑴电阻；⑵30Ω（或11Ω）；

方法1：⑶电路图如图4所示。

(4)b．闭合S₁，断开S₂，记下电流表示数I₁

　 c．闭合S₂，断开S₁，记下电流表示数I₂

　 e．

方法2：⑶电路图如图5。

(4)　b．闭合S₁，断开S₂，记下电流表示数I₁

　　c．同时闭合S₁、S₂，记下电流表示数I₂

　　e．