Question

某实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，选取的器材有：待测小灯泡（灯泡上标有“3.8V”字样

某实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，选取的器材有：待测小灯泡（灯泡上标有“3.8V”字样）、电压表（3V、15V双量程）、电流表（0.6A、3A双量程）、滑动变阻器、电源（电压恒定6V）、开关、导线等，实物图如图所示．（1）如图甲是该实验小组连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上面画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）．（2）连接好电路闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡能逐渐变暗，你认为该小组同学在实验操作中存在的问题是______．（3）排除故障后，开始实验，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视______的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡发光时的电阻为______Ω．（4）完成上述实验后，老师取走了电流表，拿来了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关S2，让同学们用这些器材测灯泡的额定功率，但实验中发现电压表的0～15V量程损坏，只能使用0～3V量程，请你帮助同学们完成下列实验步骤：①补全丙图中的电路图；②闭合开关S1，将S2拨到触点______（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表示数为______V；③再将开关S2拨到触点______（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；④灯泡额定功率的表达式为P额=______．

Answer 1

（1）由图甲知，滑动变阻器与灯泡并联，电压表串联，所以需要改正的导线如图：

（2）移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡逐渐变暗，说明滑动变阻器的阻值逐渐变大，所以在闭合开关前滑片未移至最大阻值处；
（3）测量小灯泡正常发光时的电阻时，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，眼睛应先注视电压表的示数，当小灯泡的电压为额定电压3.8V时，灯泡正常发光，读出电流表示数；
根据实物图可知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，故电流表示数为0.4A；
由欧姆定律得：灯泡的阻值为R_L=

U

I

=

3.8V

0.4A

=9.5Ω；
（4）∵电压表的0～15V量程损坏，只能使用0～3V量程，∴电压表不能测量灯泡两端的电压，
∵电源电压为6V，而灯泡正常工作时电压为3.8V，
∴小灯泡正常工作时，与灯泡串联的其它用电器两端的电压为2.2V，则利用电压表测出变阻器和定值电阻两端的电压，然后再利用电压表测量定值电阻两端的电压；
即可根据欧姆定律求出电流，即为小灯泡的额定电流，再根据P=UI求出灯泡的额定功率．
所以，
①电路图如下：

②闭合开关S₁，将S₂拨到触点1，移动滑片，使电压表示数为2.2V；
③再将开关S₂拨到触点2，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
④根据欧姆定律得：电路中的电流I=

U

R

，则灯泡的额定功率为P_额=U_额I=3.8V×

U

R

=

3.8U

R

．
∴灯泡额定功率的表达式为P_额=

3.8U

R

．
故答案为：
（1）如上图；
（2）连接电路时滑片没有滑到阻值最大处；
（3）电压表；9.5Ω；
（4）①如上图；②1；2.2；③2；④

3.8U

R

．