Question

一只標有“3.8V”字樣的小燈泡，燈絲電阻約為15Ω（3.8V正常發(fā)光時的電壓），小明想測出它正常發(fā)光時的電阻，選用了以下器材：電流表、電壓表、開關、變阻器各一只、導線及新干電池若干．

（1）小明連接的實驗電路如圖1所示，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有兩處錯誤，請指出錯誤：
①

電源電壓不應該小于燈泡的額定電壓

；②

不應將滑動變阻器兩個上接線柱同時接入電路

．
（2）小明糾正錯誤后開始實驗，閉合開關后發(fā)現(xiàn)電壓表沒有示數(shù)，經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)電壓表的15V量程擋已損壞，3V量程擋完好．若電源電壓是6V，現(xiàn)根據(jù)已有的器材完成實驗任務．
①請你幫助小明設計電路圖，并把它畫在方框內(nèi)．
②在實驗過程中，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直至電壓表的示數(shù)為

2.2V

時，記下電流表示數(shù)，根據(jù)公式R=

U

I

，可以算出燈絲電阻．

Answer 1

分析：（1）在實物圖中找出錯誤的連接，主要從電壓表、電流表、滑動變阻器三者的正確使用方法上考慮：
電流表量程的選擇：燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為15Ω，電流約為0.25A，電流表的量程選擇0～0.6A．
電壓表量程的選擇：燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表量程選擇0～15V．
還要注意電壓表、電流表的正負接線柱、連接方法等．
滑動變阻器從接線柱一上一下的選擇和滑片位置考慮．
（2）串聯(lián)電阻具有分壓作用，要使燈泡正常發(fā)光，兩端電壓應該為額定電壓，已知電源電壓和燈泡兩端電壓，可以得到滑動變阻器兩端電壓，同時確定電壓表位置．

解答：解：（1）一節(jié)新干電池的電壓為1.5V，兩節(jié)新干電池串聯(lián)，電源電壓為3V，小于燈泡的額定電壓，燈泡不能正常工作．
滑動變阻器有四個接線柱，實物圖中，滑動變阻器都接入上面兩個接線柱，移動滑片不能起到改變燈泡電壓和電流的作用．
（2）①已知電源電壓為6V，燈泡額定電壓為3.8V，燈泡正常發(fā)光時兩端電壓等于3.8V，所以滑動變阻器兩端電壓為2.2V，電壓表與燈泡并聯(lián)應該選擇0～15V量程，但是0～15V量程損壞，所以電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，測量滑動變阻器兩端電壓．電路圖設計如下圖：

②電壓表測滑動變阻器電壓，電壓表示數(shù)為6V-3.8V=2.2V時，燈泡正常發(fā)光，記下電流表示數(shù)，根據(jù)公式R=

U

I

，可以算出燈絲電阻．
故答案為：（1）①電源電壓不應該小于燈泡的額定電壓；
②不應將滑動變阻器兩個上接線柱同時接入電路；
（2）①如上圖；②2.2V?

點評：干電池電壓、家庭電壓在題目中，一般不直接給出，而是作為隱含體積出現(xiàn)，注意挖掘．
此題間接測量燈泡額定電壓，在電壓表的一個量程損壞時，經(jīng)常用到，要認真理解．