Question

【題目】小麗同學手里有一個標有“3.8V”字樣小燈泡，她想知道小燈泡正常工作時的電阻，于是在學校實驗室找來一些器材連接了如圖甲所示的實驗電路，電源電壓恒定不變．

（1）小麗測小燈泡電阻的實驗原理是 ．

（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物連接完整（要求滑片向右移動燈泡變亮），

（3）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，她發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表沒有示數(shù)，其故障原因是 ．

（4）故障排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，示數(shù)為 A，小燈泡正常工作時的電阻是 Ω．

（5）完成實驗后，小麗發(fā)現(xiàn)同桌小明的電流表壞了，她就向老師要了一個已知阻值為R0的定值電阻和一個單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實驗器材，設(shè)計了如圖丙所示的實驗電路，也測出了小燈泡的正常發(fā)光的電阻，請你幫她完成下列實驗步驟：

①連接好實驗電路，閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2撥到觸點 （選填“1”或“2”），移動滑片，使電壓表的示數(shù)為 V．

②保持滑片的位置不動，再將開關(guān)S2撥到觸點 （選填“1”或“2”），讀出電壓表的示數(shù)為U．

③小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達式為R= （用已知量和測量量表示）．

Answer 1

【答案】（1）R=；（2）見圖；（3）燈泡短路；（4）0.38；10；（5）2；3.8；1；R0．

【解析】

試題分析：（1）測電阻的原理是R=；

（2）本實驗中燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)滑片向右移動燈泡變亮確定變阻器接線柱，電壓表測燈泡兩端電壓；

（3）電流表有示數(shù)說明電路通路，電壓表無示數(shù)且燈泡不亮，說明電壓表并聯(lián)部分短路；

（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；

（5）由丙圖可知：沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于3.8V，然后測出此時R0和L的總電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)R=計算出燈泡正常發(fā)光時電阻．

解：

（1）測燈泡電阻實驗的原理是：R=；

（2）實驗中電流表、燈泡、滑動變阻器串聯(lián)，滑片向右移動燈泡變亮，所以應(yīng)將變阻器右下接線柱接入電路中，滑動變阻器并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示：

（3）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)部分短路，即燈泡短路；

（4）燈泡正常發(fā)光時的電壓為3.8V，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.38A，

則燈泡的電阻R===10Ω；

（5）①燈泡的額定電壓為3.8V，閉合開關(guān)S1、S2接2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為3.8V，燈泡正常發(fā)光；

②保持滑動變阻器滑片位置不變，S2接1，讀出電壓表示數(shù)U．

③由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得通過燈泡的電流：

I=IR=I0==，

所以燈泡的電阻：R===R0．

故答案為：（1）R=；（2）見上圖；（3）燈泡短路；（4）0.38；10；（5）2；3.8；1；R0．