题目内容

小雨同学实验时遇到了一个难题:他想测量一个电压约为15V的电源的电压,可是手边只有:量程为3V的电压表一只,开关一个,阻值为R1=1Ω、R2=5Ω、R3=1000Ω的电阻各一个以及导线若干.思考了一会儿之后,他利用所学过的知识和手边现有的器材,顺利地完成了测量.
(1)请在下边的方框内完成小雨测量时的电路图.(在图中电阻符号旁必须标明R1或R2或R3
(2)如果用U′表示电压表的读数,请写出电源电压U的表达式:U=
U(R1+R2)
R1
U(R1+R2)
R1
分析:(1)电压表量程最大为3V,当R1和R2串联时,根据串联电路的分压特点可知,R1两端的电压接近于2.5V,所以可以先测出R1两端的电压,再用分压公式算出R2两端的电压,从而求出电源电压.
(2)当R1和R3串联时(或R2和R3串联),R1(或R2)两端的电压太小,电压表无法读数,无法测量出电源电压.
解答:解:(1)利用串联电路的分压特点,让R1和R2串联,用电压表测出R1两端的电压,再利用分压公式算出R2两端的电压,从而求出电源电压.电路图如下:

(2)先测出R1两端的电压为U,电路电流为I=
U
R1
,R2两端的电压U2=IR2=
UR2
R1

所以电源电压U电源=U+U2=U+
UR2
R1
=
U(R1+R2)
R1

故答案为:(1)电路图见上图;(2)
U(R1+R2)
R1
点评:本题考查面比较广,有电路图的设计,电压表的使用,串联电路的电压规律以及欧姆定律的应用,关键是判断电路的连接,这是重点也是难点.
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