对一道测额定功率实验探究题的分析

对一道测额定功率实验探究题的分析
河南濮阳市油田第十七中学　仝　力

　　2010年山东泰安中考第24题：家庭用电热水器铭牌上标有“”的字样，其中额定功率值5后面两位数字模糊不清。实验室中常备仪器有：一节干电池，一个滑动变阻器，一个开关，导线若干。另外，还有可供选择的以下器材：

 

　　A．电流表（量程：，）     B． 电流表（量程：，）

 

　　C．电压表（量程：，）      D． 电压表（量程：，）

 

　　E．定值电阻（阻值：）                  F． 定值电阻（阻值：）

 

　　G．定值电阻（阻值：）

 

　　请你利用实验室中的以上器材，设计实验，测量出电热水器的额定功率值。

 

　　（1）试写出设计实验的思路：                                   ；

 

　　（2）为进行较准确的测量，你应选择的实验器材是：                （填写器材前面字母序号）；

 

　　（3）画出实验电路图；

 

　　（4）设计出实验记录表格。

 

　　分析  电热水器额定电压为，而题中给出的电源电压为，电热水器在实验条件下不能正常工作，所以不能用“伏安”法直接测出电热水器的额定功率。

 

　　（1）电热水器的电阻可认为基本保持不变，可先求出电热水器的电阻，根据求出额定功率。

 

　　（2）根据“的字样，电热水器功率按来估算，大致求出该电热水器本身的电阻，通过电热水器的最大电流，接近题目中所给电流表的最小量程的分度值，故本题中无法准确地用电流表测量电流的大小，所以无法用“伏安”法测出的大小。由所给条件，只能使用两块电压表C．D和一个定值电阻，根据分压原理求出的大小；为提高测量的准确程度（两块电压表均应使用小量程），定值电阻的阻值应和的大小接近，这样两电阻分得电压才能接近，也才能使两电压表同时偏转较大的角度，所以定值电阻应选用F；为提高测量的准确程度减少误差，至少应测量三次的大小，故应使用滑动变阻器。正确答案填C．D．F。

 

　　（3）实验电路图如图所示：

 

 

　　（4）实验表格下表所示。

 

物理量   　　次数
1
2
3

 

　　点评：本题将实验探究与计算结合起来，是一道考察电学知识的综合实验题。解此题要求打破“伏安”法测电阻的思维常规，在无法使用电流表的情况下，应用一块电压表和一定值电阻来测出电热水器阻值的大小，然后应用电功率的公式算出电热水器额定功率。该题涉及到电功率公式的选用、电表量程的选择和使用、减小测量实验误差的方法等内容，考察了电路设计的能力和设计记录实验表格的能力及运用已有知识分析、解决实际问题的能力。认真分析此题，对提高解题能力大有裨益。