Question

（2007?大連）某電源電壓估計(jì)在20V～30V之間，現(xiàn)要測(cè)出該電源電壓．實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源一個(gè)；電壓表（0～15V）一個(gè)；R₁=10Ω、R₂=150Ω、R₃=200Ω、R₄=250Ω的電阻各一個(gè)；開(kāi)關(guān)一個(gè)；導(dǎo)線(xiàn)若干．
請(qǐng)選用上述器材，測(cè)出該電源的電壓．對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容要求如下：
（1）畫(huà)出所設(shè)計(jì)的電路圖．并簡(jiǎn)述選擇器材和設(shè)計(jì)該電路的理由；
（2）簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)量步驟；
（3）寫(xiě)出電源電壓表達(dá)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(cè)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(gè)電阻串聯(lián)，分別測(cè)電壓的辦法來(lái)測(cè)量．

解答：解：（1）選用R₂、R₃、R₄三個(gè)電阻串聯(lián)，設(shè)計(jì)的電路圖如下圖，取電源電壓為30V進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保器材安全．經(jīng)計(jì)算可知各電阻上的電壓分別為7.5V、10V、12.5V，都不超過(guò)電壓表量程．
（2）測(cè)量步驟為：用電壓表分別測(cè)出R₂、R₃、R₄兩端的電壓分別為U₂、U₃、U₄．
（3）電源電壓的表達(dá)式為U=U₂+U₃+U₄

點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生綜合運(yùn)用電學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)學(xué)生的探究能力考查力度比較大，要求在平時(shí)學(xué)習(xí)中，多注重這方面的訓(xùn)練．