Question

现要测定标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡正常发光时灯丝的电阻值．给你提供的实验器材如下：4.5V和12V的电源各一套（电源电压恒定），开关一只，导线若干，标有“50Ω，1A”和“10Ω，1A”的滑动变阻器各一只，量程为0.6A和3A的电流表各一只．量程为3V和15V的电压表各一只．要求测量时电表的示数必须超过所用量程的一半．
（1）应选用

12

V的电源；
（2）电流表的量程应选择

0.6

A；
（3）电压表的量程应选择

15

V；
（4）滑动变阻器的规格应选择

50Ω，1A

．

Answer 1

分析：（1）已知小灯泡的额定电压、小灯泡和滑动变阻器串联；根据串联电路电压特点和电表的示数必须超过所用量程的一半的要求分析电压表应并联连入电路的位置和能满足题中条件的电源即为所选电源．
（2）根据 I=

P

U

求出小灯泡正常工作时的电流，即为此时电路中的电流，据此选出电流表的量程．
（3）根据以上得出滑动变阻器两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值，即可选出需要的量程．

解答：解：（1）要测定标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡正常发光时灯丝的电阻值，则灯泡正常发光时两端的电压应为4.5V，则若电压表与灯泡并联，只能使用15V的量程，且这时电压表的示数应是4.5V，没有超过所用量程的一半7.5V，所以连接的电路中电压表应与滑动变阻器并联，测量滑动变阻器两端的电压；
这时，根据串联电路电压特点可得：
电压表的示数：U_R=U-U_L
当电源的电压为4.5V时，
滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=4.5V-3.8V=0.7V
不能满足电表示数必须超过所用量程的一半，故不能选；
当电源的电压为12V时，
滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=12V-3.8V=8.2V
满足电表示数必须超过所用量程的一半，
所以实验时选12V的电源，电压表选15V的量程．
（2）正常工作时，小灯泡的电流：
I=0.3A＜0.6A，
满足电表示数必须超过所用量程的一半，所以电流表选0.6A的量程．
（3）有以上可知：
滑动变阻器两端的电压：U_R=8.2V；通过的电流：I=0.3A，
所以滑动变阻器接入电路的电阻值：
R_滑=

UR

I

=

8.2V

0.3A

≈27.3Ω＜50Ω，
所以滑动变阻器选50Ω、1A．  
故答案为：（1）12；（2）0.6；（3）15；（4）50Ω，1A．

点评：本题考查了电源电压、电流表、电压表、滑动变阻器量程的选择，根据题中的要求和欧姆定律、电功率公式及串联电路电压特点逐步分析即可．