解题思路:蓄电池电压约为20V,大于了电压表的最大量程故无法直接用电压表测出电源电压;故只能采用串联电路的分压原理,可以将定值电阻与滑动变阻器的全部阻值串联,则读出电压表示数可利用串联电路的电压规律求得电源电压;也可以将定值电阻与标准电阻箱串联,读出电压表示数及标准电阻箱的阻值,也可由串联电路的电压规律求得电源电压.
方案一:
(1)将R0与Rx串联,电压表并联在R0两端,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U1.
(3)对R0由欧姆定律得:I=
U1
R0,
则电源电压U=I(R0+Rx)=
R0+Rx
R0U1(若将数代入则结果可为3U1)
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U1.
(3)对Rx由欧姆定律得:
I=
U1
Rx,
则电源电压U=I(Rx+R0)=
R0+Rx
RxU1(或[3/2]U1)
方案三:
(1)将R0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U1.
(3)对R0由欧姆定律得:
I=
U1
R0,则U=I(R0+Rx)=
R0+Rx
R0U1
故选不同的方案,将对应不同的答案.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电压规律.
考点点评: 本题还有很多测量办法,只要能知道两电阻的具体数值,将电压表并联在任一电阻上都可通过计算得出电压值来;在实验中要注意实验的注意事项,如电阻箱一开始要调至最大阻值处等.