原题:R为电阻箱,V为理想电压表,当电阻箱的示数为2Ω时,电压表的示数U1=4.0V;当电阻箱的示数R2=5Ω时,电压表的示数U2=5.0V。
从图①中和题意可知,图①中示出了两种电阻箱的电阻值和两个不同的电压,可以认为这个电阻箱就是一个可变电阻器,在两个不同的电阻值时,测得了两个不同的电压,这个电压表虽然是和电阻箱并联的,也是并联在电压源的两端,但实际上测出的电压并不是电压源(也就是电池两端的实际电压),原因是,当开关K合上时,第一次测出来电阻值R=2Ω,电压E=4V,由于电阻箱的阻值较小,电阻消耗一定的功率,电压有所下降。
第二次测出来的电阻值R=5Ω,电压E=5V。但是由于电阻值较小,在电阻上有一定功率消耗,电压有所下降。这两次测试的数据值虽然不一样,但都测量的是电阻箱两端的电压,而不是电压E两端的电压。参见图①。
图②示出的图是在图①的基础上改动了一下,说说电压表的测量作用。
从图②可以看出开关K所在的位置不同,当K1断开时电压表与电阻箱都无电压,当K1合上,K2断开时,电压表与电源E并联,测量的是电源E两端的电压;当K1、K2都合上时,电压表与电阻箱和电源E并联,由于电阻箱阻值有压降,所以测的是电阻箱两端的电压,看起来是和电源并联的,由于有负载存在,电阻箱就是负载。如果电阻箱阻值较大,接近断路状态,但电压表仍然是和电阻箱(负载)并联,但这时测量的电阻箱两端的电压等于电源电压。虽然是并联,但作用不一样,现在就明白了电压表的作用了。