Question

15．小明測量額定電壓為3.8V小燈泡正常工作時的電阻，使用4.5V的電源．

（1）如圖1所示是他連接的實驗電路，其中有不根導線連接錯誤．請你在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的導線．
（2）電路連線改正后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都很小，燈不亮，應更換規(guī)格較小的滑動變阻器．
（3）更換器材排除故障后閉合開關，電壓表的示數(shù)為3V，要測量正常發(fā)光的小燈泡的電阻，還應將滑動變阻器滑片向左移動（選填“左”、“右”），當小燈泡正常發(fā)光時，此時電流表的指針位置如圖2所示，可得出小燈泡的電阻為11.18Ω．
（4）試驗中電流表不小心燒了，小明找來了一個10Ω的定值電阻，利用余下的器材也測出了小燈泡正常發(fā)光的電阻，在虛線框內（圖3）畫出他的電路來．

Answer 1

分析 （1）電壓表應并聯(lián)在燈泡兩端，由圖1可知，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表連線錯誤，把燈泡右端接線柱與電源負極或電壓表負接線柱連接起來即可．
（2）電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都很小，說明電路是通路，只是電流很小，則可能是變阻器連入電路的阻值太大引起的，據(jù)此分析．
（3）電壓表示數(shù)是3V，小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，由電路圖可知，滑動變阻器滑片應向左移動，減小滑動變阻器接入電路的阻值，增大燈泡兩端的電壓，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止；由圖乙確定電流表量程與最小分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由歐姆定律求出燈泡的電阻．
（4）把定值電阻與小燈泡串聯(lián)，先用電壓表與小燈泡并聯(lián)，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓，然后把電壓表與定值電阻并聯(lián)，讀出電壓表的示數(shù)，由歐姆定律求出流過電路的電流，最后由歐姆定律可以求出燈泡正常發(fā)光時的電阻，據(jù)此設計實驗電路圖．

解答 解：（1）由圖1知，電壓表連線錯誤，燈泡右端接線柱與電壓表負接線柱相連，電路圖如圖甲所示．
（2）閉合開關，電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都很小，說明電路是通路，只是電流很小，則可能是變阻器連入電路的阻值太大引起的，故需要更換規(guī)格較小的滑動變阻器．
（3）閉合開關，電壓表的示數(shù)為3V，小于燈泡的額定電壓，要測量正常發(fā)光的小燈泡的電阻，向左移動滑動變阻器的滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端的電壓增大，直到電壓表示數(shù)達到3.8V為止；由圖甲可知，電流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)為0.34A，燈泡正常發(fā)光時的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.34A}$≈11.18Ω；
（4）先把滑動變阻器與燈泡組成串聯(lián)電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，移動滑片使電壓表示數(shù)為3.8V，此時滑動變阻器兩端電壓為4.5V-3.8V=0.7V；然后保持滑片位置不變，用定值電阻替換小燈泡，用電壓表測出定值電阻電壓，由歐姆定律求出此時電路電流，由串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值R_滑；然后由歐姆定律求出滑動變阻器與燈泡串聯(lián)時的電路電流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{0.7V}{{R}_{滑}}$，最后由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；實驗電路圖如圖乙所示．

故答案為：（1）如上圖；（2）規(guī)格較小的滑動變阻器；（3）左；11.18；（4）如圖乙所示．

點評 本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求燈泡阻值、設計實驗電路圖等問題；分析電路故障時，要根據(jù)故障現(xiàn)象考慮各種可能的故障原因，然后綜合分析確定故障原因；對電表讀數(shù)時，要先確定電表量程與最小分度值，再讀數(shù)．