Question

【題目】小明家里用的電熱水器銘牌上標有“220V 5**W"的字樣，其中額定功率值“5”后面兩位數字模糊不清，他想設計一個實驗測出電熱水器的額定電功率。學校實驗室中準備的器材有：兩節干電池，一只滑動變阻器，三個開關，導線若干。另外還有可供選擇的以下器材：

A.電流表A1（量程：0~0.6A，0~3A）

B.電壓表V1（量程：0~3V，0~15V）

C.定值電阻R1（阻值為1Ω）

D.定值電阻R2（阻值為100Ω）

E.定值電阻R3（阻值為1000Ω）

若電熱水器的電阻Rx保持不變，小明打算利用實驗室中的以上器材，設計實驗，測量出電熱水器的額定功率值。

（一）小明認真思考后，發現不能用“伏安法”來測電熱水器的額定功率。他和同學討論后，發現可以用所學的電學知識進行較準確的測量，這時應選擇的實驗器材是：兩節干電池、一只滑動變阻器、三個開關、導線若干和_________（選填上述“可供選擇”的器材前面字母序號即可）；

（二）請在虛線框中畫出此時的實驗電路圖（要求：電路不可重組），寫出實驗步驟及額定電功率的表達式（已知U0=220V）。

（1）實驗電路圖：

（____________）

（2）實驗步驟：

（____________________）

（3）小燈泡額定電功率的表達式：Px=_______________。

Answer 1

【答案】B、D 實驗步驟如下：

①按如圖所示連接電路圖，滑動變阻器滑片移動的阻值阻值最大處；②閉合開關S、S2，調節滑動變阻器，使定值電阻R1兩端的電壓表示數為U1，此時電路中電流為

I=

③保持滑動變阻器滑片不變，斷開開關S2，閉合開關S、S1，記錄此時電壓表示數為U，此時電熱器兩端的電壓Ux=U-U1，那么根據歐姆定律可得

Rx=

【解析】

[1]由公式可得熱水器電阻

由題意可知熱水器的功率范圍為500W—599W，因此其電阻最大值為

故該熱水器的電阻范圍為80.8Ω—96.8Ω，約為100Ω，接在3V電壓下，電流約為

電流太小，不能使用電流表精確測出電流大小，所以選擇電壓表，又因為燈泡電阻約100Ω，

所以定值電阻選擇100Ω的規格，即選B、D；

(1)[2]電路圖如圖所示：

(2)[3]實驗步驟如下：

①按如圖所示連接電路圖，滑動變阻器滑片移動的阻值阻值最大處；②閉合開關S、S2，調節滑動變阻器，使定值電阻R1兩端的電壓表示數為U1，此時電路中電流為

I=

③保持滑動變阻器滑片不變，斷開開關S2，閉合開關S、S1，記錄此時電壓表示數為U，此時電熱器兩端的電壓Ux=U-U1，那么根據歐姆定律可得

Rx=

(2)[4]已知電熱器的額定電壓為U0=220V，因此