Question

小明為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻（阻值約10Ω），請(qǐng)?jiān)诩追娇蛑性O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的電路圖．已知電源電壓為6V，燈泡正常發(fā)光電壓為3.6V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“2 0Ω  1A”字樣．
（1）圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖．閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度

不變

；經(jīng)檢查，是由于一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤．請(qǐng)你在實(shí)物圖中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線；
（2）若電壓表0～15V的量程損壞，為完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你使用原有器材重新設(shè)計(jì)一個(gè)電路，并將設(shè)計(jì)的電路圖畫在上面的虛線框內(nèi)；
（3）根據(jù)你的設(shè)計(jì)重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為

2.4

V，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A，則小燈泡的電阻是

9

Ω；
（4）若實(shí)驗(yàn)中所用器材均良好，但某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的示數(shù)較大，則電路中發(fā)生故障的原因是

燈泡被斷路

．
（5）小麗同學(xué)按甲圖所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果將滑動(dòng)變阻器的阻值變小時(shí)，則電流表的示數(shù)將

變大

，電壓表的示數(shù)將

變大

，電壓表與電流表比值將

變大

（以上選填“變大、變小、不變”）

Answer 1

分析：伏安法測(cè)電阻就是利用電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端測(cè)電壓，電流表串聯(lián)在電路中測(cè)通過的電流，然后與保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)組成電路，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖．
（1）電壓表應(yīng)與小燈泡并聯(lián)，由圖乙可知，電壓表串聯(lián)接入電路，電路斷路，閉合開關(guān)燈泡不發(fā)光，電壓表連線錯(cuò)誤，把燈泡右端接線柱與電壓表負(fù)極相連即可；
（2）電壓表0～15V量程損壞，只能使用0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡電壓是3.8V＞3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓是6V-3.8V=2.2V，因此電壓表不能測(cè)燈泡兩端電壓，可用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）燈泡電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電壓表示數(shù)，再根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)小燈泡的電阻；
（4）電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源兩端是通路，電流表無(wú)示數(shù)說明電路斷路即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?BR>（5）滑動(dòng)變阻器的阻值變小時(shí)，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化，再根據(jù)歐姆定律可知電壓表與電流表比值等于燈泡的電阻，由燈泡電阻隨溫度的增大而增大可知兩電表比值的變化．

解答：解：電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，然后與滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)組成電路，如下圖所示：

（1）由圖乙知，電壓表與燈泡串聯(lián)接入電路，電路斷路，閉合開關(guān)后，燈泡不發(fā)光；把燈泡右端接線柱與電壓表負(fù)極相連即可，如下圖所示：

（2）電壓表0～15V量程損壞，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電路圖如下圖所示：

（3）當(dāng)燈泡電壓為額定電壓時(shí)燈泡正常發(fā)光，
∵并聯(lián)電路的總電阻等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即電壓表示數(shù)U_滑=U-U_L=6V-3.6V=2.4V，
根據(jù)歐姆定律可得：
此時(shí)燈泡的電阻R_L=

UL

I

=

3.6V

0.4A

=9Ω；
（4）實(shí)驗(yàn)中所用器材均良好，但某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的示數(shù)較大，則電路中發(fā)生故障的原因是燈泡被斷路；
（5）滑動(dòng)變阻器的阻值變小時(shí)，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大，
∵電壓表與電流表比值等于燈泡的電阻，且燈泡電阻隨溫度的增大而增大，
∴電壓表與電流表比值將變大．
故答案為：電路圖如上圖所示；
（1）不變；修改的電路圖如上圖所示；
（2）電路圖如上圖所示；
（3）2.4；9；
（4）燈泡被斷路；
（5）變大；變大；變大．

點(diǎn)評(píng)：（1）實(shí)驗(yàn)過程中，做好手和眼的分工．
（2）在實(shí)物圖中找出錯(cuò)誤之處，對(duì)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用逐條分析，防止遺漏錯(cuò)誤．
（3）在電壓表的合適量程損壞時(shí)，把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端是常用的方法．