Question

【題目】某實驗小組要用“伏安法”測量一個用電器L的額定功率（額定電壓為10V、額定功率在12W～15W之間），實驗室有下列器材可供選用：

電源：U1（電壓為3V） U2（電壓為15V）

電流表：A1（量程0～0.6A） A2（量程0～3A）

電壓表：V1（量程0～3V） V2（量程0～15V）

滑動變阻器：R1（阻值范圍0～20Ω） R2（阻值范圍0～200Ω）

開關一個，導線若干

為使測量盡可能準確、方便，請回答：

（1）電源應該選擇U2；電流表應該選擇_____（填“A1”或“A2”）；電壓表應該選擇V2；滑動變阻器應該選擇_____（填“R1”或“R2”）。

（2）若提供的電流表都壞了，但又找到一個阻值合適的定值電阻R0，開關若干，請你：（要求電路不可重組）

①畫出實驗電路圖；

（____）

②寫出實驗步驟及所需測量的物理量；_____

③寫出額定功率的表達式（用已知量和測量量表示）_____。

Answer 1

【答案】A2 R1 見解析 或

【解析】

（1）用電器額定電壓為10V，故選用的電源為U2；電壓表量程為0-15V；由可知用電器的額定電流在1.2A-1.5A之間，故電流表需用0-3A量程，故用A2；

用電器正常工作時，滑動變阻器兩端電壓為U'=15V-10V=5V，根據知，滑動變阻器的電阻約為，故選用R1方便調節，若使用R2，因為阻值變化大，不方便準確調節。

（2）①電流表壞了，要結合已知電阻和電壓求出電流，進而測出功率，故將燈泡、電阻R0、滑動變阻器串聯，利用開關的控制作用，使電壓表既能測量燈的電壓，也能測量燈與定值電阻的總電壓，如圖所示：

②實驗步驟：

a．按照電路圖連接電路，將滑動變阻器滑片移到阻值最大端，閉合開關S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器，使電壓表示數為燈的額定電壓UL（10V）；

b．保持滑動變阻器的滑片不動，閉合開關S、S2，斷開S1，讀出電壓表的示數U。

③燈泡的額定電流，或；

則燈泡的額定功率為：或。