Question

某同学要测出一个电压约为40V的电源电压（电压保持不变），可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0-15V）；四个阻值已知的电阻，分别为R₁(100Ω)、R₂(150Ω)、R₃(200Ω)、和R₄(4kΩ)；一个开关及若干导线，请合理选择器材，设计一个实验精确测出电源电压．要求：

（1）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）

Answer

（1）

（2）实验步骤：

1按照电路图连接电路；

2闭合开关S，读出电压表的示数U1．

（3）电源电压U=或（U=3U1）

【解析】

（1）本题中需要考虑电压表的量程，无论电压表测量哪个电阻的电压，电压表的示数都不能超过，因此选用、两个电阻串联，

则电路中的电流，则电阻上的电压为，不超过，

若选用用、两个电阻串联，则电路中的电流

则电阻上的电压为，超过，故不能选用、两个电阻串联；

若选用用、两个电阻串联，尽管电阻上的电压也不超过，但是指针偏转角度较小，不容易读数，因此因此选用、两个电阻串联最合适，

设计的电路图如下图，

（2）测量步骤：①按照电路图连接电路；

②闭合开关，读出电压表的示数，

（3）串联电路中的电流处处相等，则，

则电源电压的表达式，