《2025年实验班提优大考卷九年级物理全一册人教版》

6. 小明要测出一个电压约为 $ 30V $ 的电源电压 (电压保持不变), 手边可供选用的器材如下: 待测电源; 一块电压表 (量程 $ 0 \sim 15V $); 一块电流表 (量程 $ 0 \sim 0.6A $); 两个阻值已知的电阻, 分别为 $ R_{1} (20\Omega) $ 和 $ R_{2} (40\Omega) $; 一个开关及若干导线. 请你合理选择器材, 设计实验测出该电源的电压. 要求:
(1) 画出实验电路图;
(2) 写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3) 写出电源电压的表达式 (用已知量和测量量表示).

答案：
6.方法一:
(1)利用串联电路电压特点和欧姆定律，设计如图所示。

(2)①按照电路图连接电路；②闭合开关S，读出电压表的示数$U_{1}$。
(3)根据串联电路电压特点知，电源电压$U = U_{1}+U_{2}$，再根据欧姆定律和串联电路电流特点知$\frac{U}{R_{1}+R_{2}}=\frac{U_{1}}{R_{1}}$，解得$U=\frac{R_{1}+R_{2}}{R_{1}}U_{1}$。
方法二:
(1)利用串联电路电流特点和欧姆定律，设计如图所示。

(2)①按照电路图连接电路；②闭合开关S，读出电流表的示数I。
(3)利用串联电路电压特点和欧姆定律得$U = U_{1}+U_{2}=IR_{1}+IR_{2}=I(R_{1}+R_{2})$。