Question

【题目】有一个低压电源的电压在 30 V~36 V 间，小明要测量出它的电压（设电源电压保持不变），除了待测电源，手边有一个量程为 0~15 V 的一块电压表，及四个阻值已知的电阻，分别为 R1（0.01 Ω）、R2（20 Ω）、R3（30 Ω）和 R4（30 kΩ）各一个，一个开关及若干导线，请合理选择以上器材，测出电源电压。要求：

(1)在虚线框中画出实验电路图；

（____）

(2)写出实验步骤及所需测量的物理量________；

(3)写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）。U= ______。

Answer 1

【答案】 a.按照电路图连接电路，开关断开；b.闭合开关 S，读出电压表的示数 U1. U=2.5 U1

【解析】

(1)[1]由题意可知，电压表的最大量程小于电源的电压，故所用的实验电路应是串联电路，串联的两个电阻应选用20Ω和30Ω，用电压表测出其中一个电阻的电压，再根据串联电路的分压特点，可过求出另一个电阻的电压，则电源的电压亦可求出。故电路如图：

(2)[2]实验的操作过程是：a.按电路图连接电路，连接电路时开关应断开；b.闭合开关S，读出电压表的示数U1。

(3)[3]由实验操作可测出电阻R2的电压U1，而R2、R3的阻值分别为20Ω、30Ω，由串联电路的分压特点，有

U1:U2=R2:R3=20Ω:30Ω=2:3

即

U2=1.5U1

那么电源的电压

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