题目内容
有一个低压电源电压大概在30--36V之间，现要测出其电压，但手边只有一个0-15V量程的电压表，还有0.1Ω、20Ω、30Ω、1000Ω的电阻各一个，开关一个，导线若干．请选用上述器材测出电源电压：
（1）画出最合理设计电路图并标出电阻值
（2）写出实验的需要测量的物理量
（3）写出电源电压最后表达式．
（1）画出最合理设计电路图并标出电阻值
（2）写出实验的需要测量的物理量
（3）写出电源电压最后表达式．
分析：（1）由题中的条件可知，电压表的量程小于电源电压的值，根据串联电路的电阻分压特点可知可以采用几个电阻串联；
（2）根据设计的要求分析需要测量的物理量；
（3）先用电压表测出最小电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据电阻的串联特点和欧姆定律得出电源电压的表达式．
（2）根据设计的要求分析需要测量的物理量；
（3）先用电压表测出最小电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据电阻的串联特点和欧姆定律得出电源电压的表达式．
解答：解：（1）当选用20Ω、30Ω电阻串联，取电源电压为36V时，20Ω电阻分担的电压为
×36V=14.4V＜15V，所以设计的电路图如下图所示：
（2）根据串联电路的特点可知：只要测出串联电路中的任一个电阻的电压，即可根据欧姆定律和串联电路的特点求出电源电压，所以需要测量的物理量是：U1；
（3）闭合开关，读出电压表的示数U1，
电路中的电流I=I1=
，
所以电源的电压U总=I（20Ω+30Ω）=2.5U1．
| 20Ω |
| 20Ω+30Ω |
（2）根据串联电路的特点可知：只要测出串联电路中的任一个电阻的电压，即可根据欧姆定律和串联电路的特点求出电源电压，所以需要测量的物理量是：U1；
（3）闭合开关，读出电压表的示数U1，
电路中的电流I=I1=
| U1 |
| 20Ω |
所以电源的电压U总=I（20Ω+30Ω）=2.5U1．
点评：本题要求学生综合运用电学知识设计实验方案，对学生的探究能力考查力度比较大，要求在平时学习中，多注重这方面的训练．
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运用知识解决问题：
（1）如图1所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是______，这个过程中______能转化为______，电动机在生活中的应用实例有______、______．
（2）如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路．当低压电路的开关S闭合时，电磁铁具有______，衔铁被______，触点______，使高压工作电路中有电流通过，电动机工作．
（3）如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
| 只闭合开关 | S1 | S2 | S1、S2 |
| L1 | 不亮 | 亮 | 不亮 |
| L2 | 不亮 | 亮 | 亮 |
| 电流表示数 | 无示数 | 有示数0.2A | 有示数0.3A |
| 电压表示数 | 无示数 | 有示数1.6V | 有示数2.8V |
（4）如图4所示电路中，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？
②当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？整个电路的电功率的变化范围是多少？
运用知识解决问题：
（1）如图1所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是______，这个过程中______能转化为______，电动机在生活中的应用实例有______、______．
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（3）如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图．
（4）如图4所示电路中，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？
②当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？整个电路的电功率的变化范围是多少？
（1）如图1所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是______，这个过程中______能转化为______，电动机在生活中的应用实例有______、______．
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（3）如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
| 只闭合开关 | S1 | S2 | S1、S2 |
| L1 | 不亮 | 亮 | 不亮 |
| L2 | 不亮 | 亮 | 亮 |
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（4）如图4所示电路中，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？
②当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？整个电路的电功率的变化范围是多少？