物理
实验室中有一蓄电池，电压标记已模糊不清，电压约为20V．现在实验室有下列器材：定值电阻R 0 （阻值为10Ω）1个、滑动变阻器（阻值变化范围为0～20Ω）1个、标准电阻箱（阻值变化范围为0～9999Ω，电路符号为“ ”）1个，一只量程为0～3V、0～15V的电压表，单刀单掷开关若干，导线若干．请从中选择适当的器材组成实验电路，测出该蓄电池的电压值．（1）在方框中画出你设计的实验电路图． （2）简述你连接好电路后的测量步骤（测量的物理量用物理符号表示）：（3）写出该蓄电池电压U大小的表达式（用所测的物理

2019-06-24

实验室中有一蓄电池，电压标记已模糊不清，电压约为20V．现在实验室有下列器材：定值电阻R 0 （阻值为10Ω）1个、滑动变阻器（阻值变化范围为0～20Ω）1个、标准电阻箱（阻值变化范围为0～9999Ω，电路符号为“

”）1个，一只量程为0～3V、0～15V的电压表，单刀单掷开关若干，导线若干．请从中选择适当的器材组成实验电路，测出该蓄电池的电压值．
（1）在方框中画出你设计的实验电路图．



（2）简述你连接好电路后的测量步骤（测量的物理量用物理符号表示）：
（3）写出该蓄电池电压U大小的表达式（用所测的物理量和已知量表示），U=______．
优质解答

方案一：
（1）将R 0 与R x 串联，电压表并联在R 0 两端，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，则可知滑动变阻器的接入电阻为20Ω，由串联电路的电压关系可得出电压表示数与总电压关系．
则电路图如下图所示：



（2）实验步骤：
①将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
②闭合开关，读出电压表的示数U 1 ．
（3）对R 0 由欧姆定律得：I=
U 1
R 0
，
则电源电压U=I（R 0 +R x ）=
R 0 + R x
R 0
U 1 （若将数代入则结果可为3U 1 ）
方案二：
（1）将电压表并联在Rx两端，原理与方案1相同，也可求得电源电压，电路图如下图所示



（2）步骤为：
①将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
②闭合开关，读出电压表的示数U 1 ．
（3）对R x 由欧姆定律得：
I=
U 1
R x
，
则电源电压U=I（R x +R 0 ）=
R 0 + R x
R x
U 1 （或
3
2
U 1 ）
方案三：
（1）将R 0 与电阻箱串联，则调节电阻箱可使电压表示数为一合适值，则根据串联电路的电压规律可求得电源电压；
电路图如下图所示



（2）步骤：①为保护电路首先将电阻箱调至电阻最大阻值处；
②闭合开关，将电阻箱调至合理阻值，读出电压表的示数U 1 ．
（3）对R 0 由欧姆定律得：
I=
U 1
R 0
，则U=I（R 0 +R x ）=
R 0 + R x
R 0
U 1
故选不同的方案，将对应不同的答案．

方案一：
（1）将R 0 与R x 串联，电压表并联在R 0 两端，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，则可知滑动变阻器的接入电阻为20Ω，由串联电路的电压关系可得出电压表示数与总电压关系．
则电路图如下图所示：



（2）实验步骤：
①将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
②闭合开关，读出电压表的示数U 1 ．
（3）对R 0 由欧姆定律得：I=
U 1
R 0
，
则电源电压U=I（R 0 +R x ）=
R 0 + R x
R 0
U 1 （若将数代入则结果可为3U 1 ）
方案二：
（1）将电压表并联在Rx两端，原理与方案1相同，也可求得电源电压，电路图如下图所示



（2）步骤为：
①将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
②闭合开关，读出电压表的示数U 1 ．
（3）对R x 由欧姆定律得：
I=
U 1
R x
，
则电源电压U=I（R x +R 0 ）=
R 0 + R x
R x
U 1 （或
3
2
U 1 ）
方案三：
（1）将R 0 与电阻箱串联，则调节电阻箱可使电压表示数为一合适值，则根据串联电路的电压规律可求得电源电压；
电路图如下图所示



（2）步骤：①为保护电路首先将电阻箱调至电阻最大阻值处；
②闭合开关，将电阻箱调至合理阻值，读出电压表的示数U 1 ．
（3）对R 0 由欧姆定律得：
I=
U 1
R 0
，则U=I（R 0 +R x ）=
R 0 + R x
R 0
U 1
故选不同的方案，将对应不同的答案．
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