Question

【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R 0=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U 额= ．
（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= ．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）0.6；0～0.6；
（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】解：（1）知道电阻和电功率，根据公式P= 可知，额定电压为U 额= ；（2）①电阻元件的额定功率为6W，假设额定电压最小为10V，额定电流最大为I= ，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，如右图所示： （3）实验步骤： a、根据电路图连接电路；
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）只闭合S1 ， 电流表测通过R0的电流，示数为I1 ，
开关都闭合时，电流表测干路电流，示数为I2；
因接在同一电源上，通过R0的电流不变，还是I1 ， 则通过R1的电流IR1=I2﹣I1；
因为R0与R1并联，电压相等，
所以有I1R0=IR1R1 ， 即：I1R0=（I2﹣I1）R1；
变形可得，R1= ；
由P= 可得，元件的额定电压为：U额= = ．
所以答案是：（1） ；（2）①0.6；0～0.6；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） ．