Question

现有额定电压12V的电源，电压表（量程为3V、15V两档）、电流表（量程为0.6A、3A两档）各一个．为了较为准确地测定额定电压为3.8V的小灯泡在正常工作状态下的电阻值，设计了如图（甲）所示的电路图，图中滑动变阻器R′的作用是______．请在图（乙）中以笔画线代替导线将电路连接完整，要求图中滑动变阻器接入电路阻值最大．实验中电压表的读数为U，电流表的读数为I，定值电阻阻值为R，则小灯泡的电阻值R_L可表示为______．

Answer 1

【答案】分析：①滑动变阻器在电路中的作用有二：保护电路；改变用电器两端电压和电路电流；
②滑动变阻器采用“一上一下”的接法串联在电路中，为保护电路，闭合开关之前滑片要位于最大阻值处；
③串联电路中电流处处相等，由电流表示数可以得到通过灯泡的电流；已知定值电阻的阻值和通过的电流，可以得到定值电阻两端电压；已知灯泡和定值电阻两端电压和定值电阻两端电压，可以得到灯泡两端电压；已知灯泡两端电压和通过的电流，利用公式R=得到灯泡电阻．
解答：解：①由图知：滑动变阻器与灯泡、定值电阻串联在电路中，因为串联电路具有分压作用，所以滑动变阻器可以保护电路，避免灯泡两端电压过高烧坏灯泡；
②由图知：电压表测量灯泡和定值电阻的总电压，所以与灯泡、定值电阻并联；滑动变阻器已经连接了左上角的接线柱，并且滑片在最右端，所以另外选择左下角的接线柱接入电路．实物连接如下图；
③已知电压表的读数为U，电流表的读数为I，
∵I=
∴灯泡和定值电阻的总电阻为R_串=
已知定值电阻阻值为R，∴灯泡电阻为R_L=R_串-R=-R．
故答案为：保护电路；
；
-R．
点评：此题考查的是电路的连接、滑动变阻器的作用和欧姆定律的应用，属于实验设计类题目，考查我们设计实验的能力，有一定的难度．