Question

3．同學(xué)們利用如圖乙中所示元件進行“測量小燈泡正常發(fā)光時的阻值”實驗，已知電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“20Ω，1.5A”字樣，他們設(shè)計了如圖甲所示的電路圖（小燈泡的燈絲電阻約為10Ω）．

 （1）請你按圖甲的電路圖，在圖乙的實物電路中，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電流表正確連入電路（連線不得交叉）．
（2）電流表正確接入圖乙電路，閉合開關(guān)前，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)電路有一處錯誤，這個錯誤是滑動變阻器將下面兩個接線柱接入了電路．這位同學(xué)將滑動變阻器的BC接線柱接入電路，改正錯誤后，閉合開關(guān)，將變阻器滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大．
（3）測量過程中，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的電阻為9.5Ω．
（4）實驗過程中，若將電壓表和電流表互換位置，閉合開關(guān)后，小燈泡不亮（選填“亮”或“不亮”）．
（5）另一組同學(xué)按圖甲電路圖連接好最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接正確，請你找出實驗中兩個操作不當(dāng)之處：①用導(dǎo)線連接電路前，開關(guān)沒有斷開；②開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片沒有移到阻值最大處．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，據(jù)此選擇電流表的量程；然后將電流表與燈泡和開關(guān)串聯(lián)連接；
（2）根據(jù)滑動變阻器一上一下的原則接線分析實物圖中的連接錯誤；滑片離所使用的下接線柱越近，滑動變阻器連入電路的電阻越小；
（3）當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出燈泡的電阻；
（4）電壓表與電流表互換，即：電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)接入電路，由于電壓表內(nèi)阻很大，理想電壓表內(nèi)阻為無窮大，電壓表串聯(lián)在電路相當(dāng)于電路斷路，電路中沒有電流，燈泡不發(fā)光，但電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（5）連接實物電路時，為保護電路，注意兩點：一是開關(guān)要斷開；二是滑動變阻器的滑片要移到最大阻值處．

解答 解：
（1）燈泡的額定電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，電流表選擇小量程0～0.6A，電流正入負出，如圖所示：
；
（2）滑動變阻器需按一上一下的原則接線，由實物圖可知，滑動變阻器接線錯誤，即滑動變阻器將下面兩個接線柱接入了電路；
將滑動變阻器的BC接線柱接入電路，閉合開關(guān)，將變阻器滑片向右移動時，連入電路的電阻變小，電路中電流變大；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時，小燈泡正常發(fā)光；電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，則燈泡的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.4A}$=9.5Ω；
（4）電壓表和電流表位置互換，電壓表串聯(lián)接入電路，電路相當(dāng)于斷路，電路中沒有電流流過，燈泡不發(fā)光；
（5）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明在連接電路過程中開關(guān)沒有斷開；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路中的電流太大了，把燈絲燒斷了，這是由于滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的．
故答案為：（1）如圖所示；
（2）滑動變阻器將下面兩個接線柱接入了電路：變大；
（3）3.8；9.5；
（4）不亮；
（5）①用導(dǎo)線連接電路前，開關(guān)沒有斷開；②開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片沒有移到阻值最大處．

點評 本題考查伏安法測電阻的實物圖連接、根據(jù)實物圖畫出電路圖，這些也是電學(xué)實驗常考的內(nèi)容，應(yīng)在平時注意練習(xí)．