Question

【題目】有一個低壓電源的電壓在 30 V~36 V 間，小明要測量出它的電壓（設電源電壓保持不變），除了待測電源，手邊有一個量程為 0~15 V 的一塊電壓表，及四個阻值已知的電阻，分別為 R1（0.01 Ω）、R2（20 Ω）、R3（30 Ω）和 R4（30 kΩ）各一個，一個開關及若干導線，請合理選擇以上器材，測出電源電壓。要求：

(1)在虛線框中畫出實驗電路圖；

（____）

(2)寫出實驗步驟及所需測量的物理量________；

(3)寫出電源電壓的表達式（用已知量和測量量表示）。U= ______。

Answer 1

【答案】 a.按照電路圖連接電路，開關斷開；b.閉合開關 S，讀出電壓表的示數 U1. U=2.5 U1

【解析】

(1)[1]由題意可知，電壓表的最大量程小于電源的電壓，故所用的實驗電路應是串聯電路，串聯的兩個電阻應選用20Ω和30Ω，用電壓表測出其中一個電阻的電壓，再根據串聯電路的分壓特點，可過求出另一個電阻的電壓，則電源的電壓亦可求出。故電路如圖：

(2)[2]實驗的操作過程是：a.按電路圖連接電路，連接電路時開關應斷開；b.閉合開關S，讀出電壓表的示數U1。

(3)[3]由實驗操作可測出電阻R2的電壓U1，而R2、R3的阻值分別為20Ω、30Ω，由串聯電路的分壓特點，有

U1:U2=R2:R3=20Ω:30Ω=2:3

即

U2=1.5U1

那么電源的電壓

U=U1+U2=U1+1.5U1=2.5U1