Question

（2007?大連）某電源電壓估計在20V～30V之間，現要測出該電源電壓．實驗器材：待測電源一個；電壓表（0～15V）一個；R₁=10Ω、R₂=150Ω、R₃=200Ω、R₄=250Ω的電阻各一個；開關一個；導線若干．
請選用上述器材，測出該電源的電壓．對實驗方案的內容要求如下：
（1）畫出所設計的電路圖．并簡述選擇器材和設計該電路的理由；
（2）簡要寫出測量步驟；
（3）寫出電源電壓表達式．

Answer 1

分析：由題中的條件可知，電壓表的量程小于電源電壓的值，電壓表的測量范圍在電源電壓的四分之三和二分之一之間，所以必須采用幾個電阻串聯，分別測電壓的辦法來測量．

解答：解：（1）選用R₂、R₃、R₄三個電阻串聯，設計的電路圖如下圖，取電源電壓為30V進行設計，確保器材安全．經計算可知各電阻上的電壓分別為7.5V、10V、12.5V，都不超過電壓表量程．
（2）測量步驟為：用電壓表分別測出R₂、R₃、R₄兩端的電壓分別為U₂、U₃、U₄．
（3）電源電壓的表達式為U=U₂+U₃+U₄

點評：本題要求學生綜合運用電學知識設計實驗方案，對學生的探究能力考查力度比較大，要求在平時學習中，多注重這方面的訓練．