現有如下實驗器材:待測電源(電壓大約在16V~18V之間)、一個實驗室用的量程為0~15V的電壓表、一個開關、...
問題詳情:
現有如下實驗器材:待測電源(電壓大約在16V~18V之間)、一個實驗室用的量程為0~15V的電壓表、一個開關、三個定值電阻(分別為R1=1kΩ、R2=10Ω、R3=20Ω)、導線若干。請你利用實驗器材,並從三個電阻中選擇兩個電阻,設計實驗測量出電源電壓值,根據要求完成下列問題。
(1)選擇的兩個電阻是______和______;
(2)在虛線框中畫出實驗電路圖(實驗測量過程中不拆接電路)。______
(3)測量步驟及所需測量的物理量(用字母表示)______;
(4)電源電壓值的表示式(用已知物理量字母和測量物理量字母表示)U0=______。
【回答】
R2 R3 閉合開關S,讀出電壓表示數U1 或
【詳解】
(1)待測電源(電壓大約在16V~18V之間)大於實驗室用電壓表的量程,因此不能直接測量電源電壓,故應將兩電阻串聯接入電源。同時為提高電壓表的測量的準確程度,由分壓原理,選用的兩個定值電阻阻值要接近,故應將R2=10Ω與R3=20Ω的電阻串聯後連入電路中。
(2)實驗中R2=10Ω與R3=20Ω的電阻串聯後連入電路中,將電壓表與R2並聯,電路如圖:
(3)根據以上分析測量步驟及所需測量的物理量(用字母表示)為:閉合開關S,讀出電壓表的示數U1。
(4)由歐姆定律可知電路的電流
則R3的電壓為
根據串聯電路電壓的規律,電源電壓為
所以電源電壓值的表示式為或
知識點:閉合電路的歐姆定律
題型:實驗,探究題
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