题目内容
【题目】 有一阻值恒定的电阻元件，额定功率P额=6W，额定电压在10V～19V之间．若要正确使用该元件，应先知道其额定电压．实验室里有如下器材：一个蓄电池（电压约为6V）、一个电流表（量程：0～0.6A和0～3A）、一个定值电阻R0=10Ω，两个单刀开关、导线若干．请你用上述器材测出该元件的额定电压．
（1）猜想与假设：根据欧姆定律I=U/R，电功率P=UI，只要我们测出元件电阻的阻值，进而就可计算出其额定电压．
（2）设计实验：
a．该元件的额定电流不超过 A．为提高测量的精确度，电流表应选量程 A．
b．根据实验器材请把你设计的电路图画在方框中．
（3）进行实验：请按照你设计的电路图补全以下实验步骤，并写出测量的物理量及其对应的符号．
a．连接电路；b． ；c． ；d．断开开关，整理器材．
（4）用测量的物理量和已知物理量的符号表示出额定电压：U额= ．
【答案】（2）①0.6；0～0.6A；②实验电路图如图所示；
（3）b、闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1；c、闭合S1和S2，记下电流表示数I2；
（4）
。
【解析】（2）①由题意知电阻元件的额定功率为P额=6W，假设额定电压最小为Umin=10V，则额定电流最大为I=P额/Umin=6W/10V=0.6A，所以电流表的量程选0～0.6A；②将电阻元件与R0并联，两个开关一个连在干路上、一个连在其中的一条支路上，电流表测量干路电流，如图所示。
（3）实验步骤：b、闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1；则电源电压为U=I1R0。c、闭合S1和S2，记下电流表示数I2；即为干路电流。
（4）只闭合S1时，仅R0接入电路，通过R0的电流为I1，则电源电压为U=I1R0①；当开关都闭合时，R0与R1并联接在同一电源上，通过R0的电流不变为I1，则通过R1的电流IR1=I2﹣I1，U= IR1R1=（I2﹣I1）R1②；由①②得
，则
。
