Question

【題目】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R 0=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=U/R，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U 額= ．
（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

【答案】
（1）
（2）0.6；0～0.6；
（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）
【解析】解：（1）知道電阻和電功率，根據公式P= 可知，額定電壓為U 額= ；（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 ， 電流表測通過R0的電流，示數為I1 ，
開關都閉合時，電流表測干路電流，示數為I2；
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IR1=I2﹣I1；
因為R0與R1并聯，電壓相等，
所以有I1R0=IR1R1 ， 即：I1R0=（I2﹣I1）R1；
變形可得，R1= ；
由P= 可得，元件的額定電壓為：U額= = ．
所以答案是：（1） ；（2）①0.6；0～0.6；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） ．