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有一个低压电源电压大概在30--36V之间,现要测出其电压,但手边只有一个0-15V量程的电压表,还有0.1Ω、20Ω、30Ω、1000Ω的电阻各一个,开关一个,导线若干.请选用上述器材测出电源电压:
(1)画出最合理设计电路图并标出电阻值
(2)写出实验的需要测量的物理量
(3)写出电源电压最后表达式.
分析:(1)由题中的条件可知,电压表的量程小于电源电压的值,根据串联电路的电阻分压特点可知可以采用几个电阻串联;
(2)根据设计的要求分析需要测量的物理量;
(3)先用电压表测出最小电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据电阻的串联特点和欧姆定律得出电源电压的表达式.
解答:解:(1)当选用20Ω、30Ω电阻串联,取电源电压为36V时,20Ω电阻分担的电压为
20Ω
20Ω+30Ω
×36V=14.4V<15V,所以设计的电路图如下图所示:

(2)根据串联电路的特点可知:只要测出串联电路中的任一个电阻的电压,即可根据欧姆定律和串联电路的特点求出电源电压,所以需要测量的物理量是:U1
(3)闭合开关,读出电压表的示数U1
电路中的电流I=I1=
U1
20Ω

所以电源的电压U=I(20Ω+30Ω)=2.5U1
点评:本题要求学生综合运用电学知识设计实验方案,对学生的探究能力考查力度比较大,要求在平时学习中,多注重这方面的训练.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:

(2013?通州区二模)实验桌上有如下实验器材:符合实验要求的低压电源一个(由于分度值过大不能读出电压具体数值),阻值已知的定值电阻R1、R2,电压表一块,开关一个,导线若干.请利用上述实验器材设计实验证明:在串联电路中,当R1、R2阻值不变时,R1两端的电压U1和电源两端电压U的关系为:U1=kU.画出实验电路图,写出实验步骤,并设计实验数据记录表.

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科目:初中物理 来源: 题型:

运用知识解决问题:
(1)如图1所示的实验装置图中,属于研究电动机原理的是
(1)
(1)
,这个过程中
能转化为
机械
机械
,电动机在生活中的应用实例有
电风扇
电风扇
洗衣机
洗衣机



(2)如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路.当低压电路的开关S闭合时,电磁铁具有
磁性
磁性
,衔铁被
吸下
吸下
,触点
接触
接触
,使高压工作电路中有电流通过,电动机工作.
(3)如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2,两个开关S1、S2,一个电压表,一个电流表.在不打开盒子的情况下,为探究盒内电路结构,进行了如下实验:
只闭合开关 S1 S2 S1、S2
L1 不亮 不亮
L2 不亮
电流表示数 无示数 有示数0.2A 有示数0.3A
电压表示数 无示数 有示数1.6V 有示数2.8V
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图.

(4)如图4所示电路中,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0~3A.
①当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?
②当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?整个电路的电功率的变化范围是多少?

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

运用知识解决问题:
(1)如图1所示的实验装置图中,属于研究电动机原理的是______,这个过程中______能转化为______,电动机在生活中的应用实例有______、______.


(2)如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路.当低压电路的开关S闭合时,电磁铁具有______,衔铁被______,触点______,使高压工作电路中有电流通过,电动机工作.
(3)如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2,两个开关S1、S2,一个电压表,一个电流表.在不打开盒子的情况下,为探究盒内电路结构,进行了如下实验:
只闭合开关S1S2S1、S2
L1不亮不亮
L2不亮
电流表示数无示数有示数0.2A有示数0.3A
电压表示数无示数有示数1.6V有示数2.8V
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图.

(4)如图4所示电路中,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0~3A.
①当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?
②当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?整个电路的电功率的变化范围是多少?

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科目:初中物理 来源:2013年北京市通州区中考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

实验桌上有如下实验器材:符合实验要求的低压电源一个(由于分度值过大不能读出电压具体数值),阻值已知的定值电阻R1、R2,电压表一块,开关一个,导线若干.请利用上述实验器材设计实验证明:在串联电路中,当R1、R2阻值不变时,R1两端的电压U1和电源两端电压U的关系为:U1=kU.画出实验电路图,写出实验步骤,并设计实验数据记录表.

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科目:初中物理 来源:2009年山东省青岛市中考物理模拟试卷(一)(解析版) 题型:解答题

运用知识解决问题:
(1)如图1所示的实验装置图中,属于研究电动机原理的是______,这个过程中______能转化为______,电动机在生活中的应用实例有______、______.


(2)如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路.当低压电路的开关S闭合时,电磁铁具有______,衔铁被______,触点______,使高压工作电路中有电流通过,电动机工作.
(3)如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2,两个开关S1、S2,一个电压表,一个电流表.在不打开盒子的情况下,为探究盒内电路结构,进行了如下实验:
只闭合开关S1S2S1、S2
L1不亮不亮
L2不亮
电流表示数无示数有示数0.2A有示数0.3A
电压表示数无示数有示数1.6V有示数2.8V
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图.

(4)如图4所示电路中,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0~3A.
①当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?
②当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?整个电路的电功率的变化范围是多少?

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