Question

14．小明為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻（阻值約10Ω），請在甲方框中設(shè)計實驗所需的電路圖．已知電源電壓為6V，燈泡正常發(fā)光電壓為3.6V，滑動變阻器標有“2 0Ω  1A”字樣．
（1）圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實物圖．閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮“選填“亮”或“不亮”）；經(jīng)檢查，是由于一根導(dǎo)線連接錯誤．請你在實物圖中連接錯誤的導(dǎo)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(shè)計一個電路，并將設(shè)計的電路圖畫在圖丙的虛線框內(nèi)；
（3）根據(jù)你的設(shè)計重新連接電路進行實驗．閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.4V，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為0.4A，則小燈泡的電阻是9Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測量3.6V小燈泡的電阻的電路圖，從電源正極、開關(guān)、電流表、滑動變阻器、燈泡、電源負極，電壓表并聯(lián)的燈泡兩端，由此可以判斷燈泡和電流表負接線柱的導(dǎo)線連接錯誤，而是燈泡右端的導(dǎo)線和電源負極連接．
電壓表的電阻很大，在電路中相當于斷路，如圖，電壓表串聯(lián)在電路中，電路相當于斷路，燈泡不亮．
（2）電壓表0～15V量程損壞，只能使用0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時燈泡電壓是3.8V＞3V，此時滑動變阻器兩端電壓是6V-3.8V=2.2V，因此電壓表不能測燈泡兩端電壓，可用電壓表測滑動變阻器兩端電壓，據(jù)此設(shè)計實驗電路圖；
（3）燈泡電壓為額定電壓時，燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點求出電壓表示數(shù)，再根據(jù)歐姆定律求出此時小燈泡的電阻．

解答 解：
（1）由原實物圖知，電壓表與燈泡串聯(lián)在電路中，由于電壓表阻值太大，所以通過燈泡電流非常小，因此燈泡不亮；
測量燈泡電阻的電路圖如下圖，從電源正極-開關(guān)-電流表-滑動變阻器-燈泡-電源負極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，所以燈泡和電流表之間導(dǎo)線連接錯誤．
正確實物圖的連接如下圖所示：

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

（3）當燈泡電壓為額定電壓時燈泡正常發(fā)光，
因為并聯(lián)電路的總電阻等于各分電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓，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：此時燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{3.6V}{0.4A}$=9Ω．
故答案為：（1）不亮；（3）2.4；9．

點評 （1）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．
（2）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．