Question

實(shí)驗(yàn)室中有一蓄電池，電壓標(biāo)記已模糊不清，電壓約為20V．現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室有下列器材：定值電阻R₀（阻值為10Ω）1個(gè)、滑動(dòng)變阻器（阻值變化范圍為0～20Ω）1個(gè)、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱（阻值變化范圍為0～9999Ω，電路符號為“

”）1個(gè)，一只量程為0～3V、0～15V的電壓表，單刀單擲開關(guān)若干，導(dǎo)線若干．請從中選擇適當(dāng)?shù)钠鞑慕M成實(shí)驗(yàn)電路，測出該蓄電池的電壓值．
（1）在方框中畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖．



（2）簡述你連接好電路后的測量步驟（測量的物理量用物理符號表示）：
（3）寫出該蓄電池電壓U大小的表達(dá)式（用所測的物理量和已知量表示），U=______．

Answer 1

方案一：
（1）將R₀與R_x串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在R₀兩端，滑動(dòng)變阻器滑片移至最大阻值處，則可知滑動(dòng)變阻器的接入電阻為20Ω，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可得出電壓表示數(shù)與總電壓關(guān)系．
則電路圖如下圖所示：



（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
②閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁．
（3）對R₀由歐姆定律得：I=

U1

R0

，
則電源電壓U=I（R₀+R_x）=

R0+Rx

R0

U₁（若將數(shù)代入則結(jié)果可為3U₁）
方案二：
（1）將電壓表并聯(lián)在Rx兩端，原理與方案1相同，也可求得電源電壓，電路圖如下圖所示



（2）步驟為：
①將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
②閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁．
（3）對R_x由歐姆定律得：
I=

U1

Rx

，
則電源電壓U=I（R_x+R₀）=

R0+Rx

Rx

U₁（或

3

2

U₁）
方案三：
（1）將R₀與電阻箱串聯(lián)，則調(diào)節(jié)電阻箱可使電壓表示數(shù)為一合適值，則根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電源電壓；
電路圖如下圖所示



（2）步驟：①為保護(hù)電路首先將電阻箱調(diào)至電阻最大阻值處；
②閉合開關(guān)，將電阻箱調(diào)至合理阻值，讀出電壓表的示數(shù)U₁．
（3）對R₀由歐姆定律得：
I=

U1

R0

，則U=I（R₀+R_x）=

R0+Rx

R0

U₁
故選不同的方案，將對應(yīng)不同的答案．