Question

小明家有一电热毯，铭牌上标有“220 V　**W”的字样，其中额定功率值看不清，大约在40～60 W之间．现在实验室有下列实验器材：一个蓄电池(电压为6 V)、一个开关、导线若干．另外，还有可供选择的有以下器材：

①电流表A(量程：“0～0.6 A”，“0～3 A”)　②电压表V₁(量程：“0～3 V”，“0～15 V”)　③电压表V₂(量程：“0～3 V”，“0～15 V”)　④定值电阻R₁(阻值：20 Ω)　⑤定值电阻R₂(阻值：500 Ω)　⑥滑动变阻器(阻值：“0～10 Ω”)　⑦滑动变阻器(阻值：“0～1 kΩ”)．

请你帮助小明测量出电热毯的额定功率．(电热毯电阻的阻值不变)

(1)根据你学过的物理知识，只要测量出电热毯的一个物理量________，即可计算出它的额定功率．

(2)为进行较准确地测量，选择的实验器材是________．(填写器材前面的数字序号)

(3)画出实验的电路图．

(4)根据实验电路，写出测量这个物理量的表达式及电热毯的额定功率的表达式．

Answer 1

答案：
解析：

讲析及答案：所给的电压表量程远远小于电热毯的额定电压，所以用“伏安法”测量行不通．因已知电热毯的额定电压，所以如果我们利用现有的器材求出电热毯的电阻Rx，就能够用公式P＝算出其额定功率．已知电热毯的额定功率的范围为40～60 W之间，可以算出其阻值范围在807～1210 Ω之间，若直接用所给电源和电流表测通过它的电流求其阻值，则会由于电流太小，电流表的指针几乎不动，而无法读出电流值，所以选择电压表来测量．利用两只电压表②和③，再选择一个已知电阻⑤(因为它与电热毯的阻值比较接近)和滑动变阻器⑦(它与所选已知电阻和被测电阻相匹配)与电热毯构成一个串联电路．如图所示，测出已知电阻和电热毯两端的电压，根据串联电路的分压原理，有＝，这样就可以求出电热毯的阻值为Rx＝R2．将Rx的表达式代入P＝中，可求得电热毯的额定功率的表达式为P＝． 　　点评：此方法巧妙地运用串联电路的分压特征，借助已知电阻并通过测量电压得到电热毯的阻值，从而解决了额定功率的测量问题．