Question

2．某同學(xué)為了測(cè)量“3.8V 2.5W”小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值，實(shí)驗(yàn)室有下列器材，規(guī)格如下
A．兩只相同的電壓表（量程5V，內(nèi)阻很大）
B．電阻箱R₁（0～999，最小調(diào)節(jié)量1Ω）
C、電阻箱R2（0～99.9，最小調(diào)節(jié)量0.1Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₃（0～50Ω，額定電流為1.5A）
E．滑動(dòng)變阻器R₄（0～5Ω，額定電流為3A）
F．直流電源（電動(dòng)勢(shì)9V，內(nèi)阻不計(jì)）
G．開關(guān)，導(dǎo)線若干、待測(cè)燈泡
利用現(xiàn)有器材，請(qǐng)你替這位同學(xué)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)．
（要求：不通過計(jì)算，直接測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值）
（1）在如圖方框中畫出合理的實(shí)驗(yàn)原理圖．
（2）以上器材中電阻箱應(yīng)選用C，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E（填序號(hào)字母）．
（3）根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖，得出測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值的方法調(diào)節(jié)電阻箱和滑動(dòng)變阻器，當(dāng)兩電壓表示數(shù)都達(dá)到3.8V時(shí)，讀出電阻箱的阻值，即為小燈泡正常發(fā)光的電阻．

Answer 1

分析 分析實(shí)驗(yàn)中給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，明確實(shí)驗(yàn)方法，則可以得出正確的實(shí)驗(yàn)電路，并選出可用的儀器；通過電路分析，明確準(zhǔn)確的測(cè)量方法．

解答 解：（1）題目中只給出了兩只電壓表和電阻箱，無法通過伏安法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只能采用等效替代的方法，利用電阻箱和燈泡串聯(lián)，用電壓表分別測(cè)量它們兩端的電壓值；根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可求得燈泡的電阻；由于兩只滑動(dòng)變阻器，可以采用小阻值的滑動(dòng)變阻器，使用分壓接法，也可以采用采用限流接法；原理圖如圖所示；
（2）由于小燈泡電阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{3．{8}^{2}}{2.5}$=5.8Ω，故選電阻箱R₂；即選C；為了方便調(diào)節(jié)，選擇與燈泡阻值相接近的滑動(dòng)變阻器R₄，即E；
（3）電阻箱與燈泡串聯(lián)電流相等，故當(dāng)分壓相等時(shí)，阻值相等；故采用的方法為：調(diào)節(jié)電阻箱和滑動(dòng)變阻器，當(dāng)兩電壓表示數(shù)都達(dá)到3.8V時(shí)，讀出電阻箱的阻值，即為小燈泡正常發(fā)光的電阻．
故答案為：（1）如圖所示；（2）C；E；（3）調(diào)節(jié)電阻箱和滑動(dòng)變阻器，當(dāng)兩電壓表示數(shù)都達(dá)到3.8V時(shí)，讀出電阻箱的阻值，即為小燈泡正常發(fā)光的電阻

點(diǎn)評(píng) 本題的難點(diǎn)在于無可用電流表，因此只能采用等效替代的方法，利用燈泡和電阻箱串聯(lián)使用，即可由串并聯(lián)電路的規(guī)律求解燈泡電阻．