（2014•河西区二模）物理课上，老师拿来一个电阻元件，上面标有额定功率为P额，额定电压模糊不清．若要正确使用这个元件，

（2014•河西区二模）物理课上，老师拿来一个电阻元件，上面标有额定功率为P_额，额定电压模糊不清．若要正确使用这个元件，需测出它的额定电压，老师提供的实验器材有：满足实验需求的电源一个（电压恒定但未知），电流表一只，开关两个，滑动变阻器一个（现格为“20Ω 1A”），导线若干，请你利用上述器材，帮助同学们测出此元件的额定电压．（不考虑温度对电阻无件的影响）要求：
（1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图；（电路不可重组）
（2）写出主要实验步骤及要测量的物理量；
（3）写出额定电压的数学表达式．（用已知量和测得量表示）

抱月阁主人 1年前已收到1个回答举报

萧恩249 幼苗

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解题思路：确定测量的物理量，应该根据已知的物理量和允许使用的实验器材分析；
设计电路图，应该根据实验目的和题目给出的实验器材去分析；
实验步骤和待测物理量的表达式，由选择的实验方法和实验过程已测量出的物理量确定．

（1）由电功率的计算公式P=[W/t]、P=UI、P=I²R、P=
U2
R知，与电压有关的功率公式有P=UI和P=
U2
R．对于P=UI，要知道额定电压，必须测量额定电流，而额定电流未知；对于P=
U2
R，要知道额定电压，必须测量导体电阻，电阻值是不变的，所以测量出电阻阻值，就能得出额定电压．
实验器材有符合要求的电源、电流表、滑动变阻器，滑动变阻器和待测电阻串联在电源上，用电流表测量电路电流；待测电阻接在电源两端，用电流表测量通过的电流，实验电路图如图所示：

（2）实验步骤：a、按照电路图连接电路，将滑动变阻器滑片P置于a端；闭合开关S₁、S₂，记下电流表示数I₁；此时电源电压为U=I₁（R₀+R_x） ①；
b、先断开S₁、S₂，将滑动变阻器滑片P置于b端，再闭合开关S₁，记下电流表示数I₂．
（3）闭合开关S₁、S₂时，电源电压：U=I₁（R_滑+R_x） ①
只闭合开关S₁时，电源电压：U=I₂R_x②，
由①②解得R_x=
I1R滑
I2−I1 ③
因为P_额=
U2
R，所以U_额=
PR，
将③代入得：U_额=

R滑P额I1
I2=

20P额I1
I2；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）实验步骤如上所述；（3）U_额=

20P额I1
I2．

点评：
本题考点：电路图设计；额定电压．

考点点评：此题是一道电学实验设计的难题，设计电路图和实验步骤的关键是找准突破口--有电流表，电源电压不变，定值电阻阻值已知．

1年前

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