Question

为了测定一电源的电压（电压约为30V），现提供下列实验器材：量程为“0～0.6A”的电流表、量程为“0～15V”的电压表、滑动变阻器（铭牌模糊，只知道最大阻值在20Ω到30Ω之间）、阻值为40Ω的定值电阻和开关各一个，导线若干．请你在下面的方框内设计出测量电源电压的电路图，并用笔画线代替导线把下面的实物元件连接起来．

Answer 1

解：将电源、开关、电流表、定值电阻和滑动变阻器串联起来，电压表并联在滑动变阻器两端．利用电流表测电流，知道了电流我们就可以根据欧姆定律计算出定值电阻两端的电压，电压表可以直接测出滑动变阻器两端的电压，然后将这两个电压相加，就得出了电源电压．答案如图：

分析：电压表是测量电压的仪表，可以直接接在电源两极上测电源电压（前提是被测电压不能超过电压表的量程），但由于该题中的电源电压约30V，而电压表的量程是0～15V，显然电压表是不能直接接在电源两极上测该电源电压．
所以只能借助题中所给的定值电阻和滑动变阻器，把它们接入电路中，只要测出它们的电压就可以知道电源电压了．首先，我们排除并联的情况，因为如果定值电阻与滑动变阻器并联，无论是接电压表还是接电流表（电流表与变阻器串联，最小电流都是=1A，超过了电流表的量程；电流表与定值电阻串联，电流是=0.75A，也超过了0.6A），电压和电流都会超过两表的量程，造成两表都无法测出数据．
所以只能将两电阻串联起来，串联可以分压．将电流表串联在电路中，测出电流，因为定值电阻阻值已知，所以就可以算出定值电阻的电压；将电压表并联在滑动变阻器两端，测出变阻器的电压，最后将这两个电压相加，就得出了电源电压．
点评：本题是一道设计电路题，要先分析题中的数据，用串联电路电压规律找出设计的思路．