Question

小明家有一電熱毯，銘牌上標(biāo)有“220 V　**W”的字樣，其中額定功率值看不清，大約在40～60 W之間．現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室有下列實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)蓄電池(電壓為6 V)、一個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干．另外，還有可供選擇的有以下器材：

①電流表A(量程：“0～0.6 A”，“0～3 A”)、②電壓表V₁(量程：“0～3 V”，“0～15 V”)、③電壓表V₂(量程：“0～3 V”，“0～15 V”)、④定值電阻R₁(阻值：20 Ω)、⑤定值電阻R₂(阻值：500 Ω)、⑥滑動(dòng)變阻器(阻值：“0～10 Ω”)、⑦滑動(dòng)變阻器(阻值：“0～1 kΩ”)．

請(qǐng)你幫助小明測(cè)量出電熱毯的額定功率．(電熱毯電阻的阻值不變)

(1)根據(jù)你學(xué)過的物理知識(shí)，只要測(cè)量出電熱毯的一個(gè)物理量________，即可計(jì)算出它的額定功率．

(2)為進(jìn)行較準(zhǔn)確地測(cè)量，選擇的實(shí)驗(yàn)器材是________．(填寫器材前面的數(shù)字序號(hào))

(3)畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖．

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路，寫出測(cè)量這個(gè)物理量的表達(dá)式及電熱毯的額定功率的表達(dá)式．

Answer 1

答案：
解析：

講析及答案　所給的電壓表量程遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電熱毯的額定電壓，所以用“伏安法”測(cè)量行不通．因已知電熱毯的額定電壓，所以如果我們利用現(xiàn)有的器材求出電熱毯的電阻Rx，就能夠用公式P＝算出其額定功率．已知電熱毯的額定功率的范圍為40～60 W之間，可以算出其阻值范圍在807～1210 Ω之間，若直接用所給電源和電流表測(cè)通過它的電流求其阻值，則會(huì)由于電流太小，電流表的指針幾乎不動(dòng)，而無法讀出電流值，所以選擇電壓表來測(cè)量．利用兩只電壓表②和③，再選擇一個(gè)已知電阻⑤(因?yàn)樗�與電熱毯的阻值比較接近)和滑動(dòng)變阻器⑦(它與所選已知電阻和被測(cè)電阻相匹配)與電熱毯構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路．如圖所示，測(cè)出已知電阻和電熱毯兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，所以，可以求出電熱毯的阻值為Rx＝R2．將Rx的表達(dá)式代入P＝中，可求得電熱毯的額定功率的表達(dá)式為P＝． 　　點(diǎn)評(píng)　此方法巧妙地運(yùn)用串聯(lián)電路的分壓特征，借助已知電阻并通過測(cè)量電壓得到電熱毯的阻值，從而解決了額定功率的測(cè)量問題．