Question

小明為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻（阻值約為10Ω），設計了如圖所示的電路圖．
已知電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器標有“20Ω 1A”字樣．

（1）如圖是小明根據電路圖連接的實物圖．閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡

 

；經檢查，是由于一根導線連接錯誤．請你在實物圖中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（2）若電壓表0～15V的量程損壞，為完成實驗，請你使用原有器材重新設計一個串聯(lián)電路，并將設計的電路圖畫在上面的虛線框內．
（3）根據你的設計重新連接電路進行實驗．閉合開關，眼睛應看

 

表，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數為0.4A，則小燈泡的電阻是

 

?．

Answer 1

分析：（1）電壓表的內阻很大，串聯(lián)在電路中．其它元件都相當于導線，都不能正常工作．
實物連接圖中找錯誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用上考慮：
從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負接線柱的接入方法上考慮．
從滑動變阻器選擇的接線柱考慮．
（2）電壓表0～15V量程損壞，電源電壓為6V，燈泡額定電壓為3.8V，根據串聯(lián)電路電壓特點，求得滑動變阻器電壓為2.2V，電壓表與滑動變阻器可以完成實驗．
（3）實驗過程中，手移動滑動變阻器滑片，眼觀察電壓表，使電壓表示數為2.2V時，燈泡正常工作．
知道燈泡電壓和電流，根據R=

U

I

計算電阻．

解答：解：（1）電壓表的內阻很大，串聯(lián)在電路中．電路中幾乎無電流，
所以電流表無示數，燈泡不亮．
經分析，滑動變阻器與燈泡并聯(lián)錯誤．如果電流從電流表出來，先經過燈泡，再滑動變阻器，到電源的負極．
只移動一根導線的情況下，會造成電壓表測滑動變阻器兩端電壓．
如果電流從電流表出來，先經過滑動變阻器，再經燈泡到電源的負極，只改變一根導線，電壓表測燈泡電壓，符合題意．如圖．
 
（2）燈泡正常工作時，滑動變阻器電壓為：U′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V＜3V．
所以電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．如圖．
 
（3）實驗過程中，手移動滑片，眼觀察電壓表示數，使電壓表示數為2.2V時，燈泡正常工作．
R=

UL

I

=

3.8V

0.4A

=9.5Ω．
故答案為：（1）不亮；如實物圖；（2）如電路圖；（3）電壓表；9.5．

點評：（1）實驗過程中，做好手和眼的分工．
（2）在實物圖中找出錯誤之處，對電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用逐條分析，防止遺漏錯誤．
（3）在電壓表的合適量程損壞時，把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端是常用的方法．