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)電源電壓值的表達式（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達式為或

知識點：閉合電路的歐姆定律

題型：實驗,探究題