Question

如图甲所示是“伏安法测小灯泡电阻”的电路图，连接实物图时，电流表、电压表均接低量程．

（1）此实验的实验原理是______；
（2）组装好实物电路，闭合开关后发现灯泡不亮，你认为电路故障原因不可能是______
A．灯泡没有旋进灯座
B．开关接触不良
C．灯泡的灯丝断了
D．电流表被短路
（3）排除故障后，闭合开关并调节滑动变阻器的滑片，此时电压表的示数如图乙所示，则灯泡两端的电压为______V，如果此时电流表的读数是0.16A，则电阻是______Ω．（不考虑温度对电阻的影响）
（4）现有如下实验器材：电压恒定的电源一个（电压未知），定值电阻R一个（阻值已知），待测灯泡R_x一个，滑动变阻器一个，量程合适的电流表一只，单刀开关两个，导线若干．请你在给出的器材中选择一种进行组合，测出灯泡电阻R_x的值．要求画出电路图，写出实验器材、实验步骤和R_x的代数式．

Answer 1

【答案】分析：（1）用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过的电流，根据R=求出灯泡的电阻．
（2）组装好实物电路，闭合开关灯泡不亮，要么灯泡短路、要么电路断路，根据选项具体分析．
（3）根据电压表的量程和分度值，读出电压表的示数；根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻．
（4）根据R=可知，要测定未知电阻R_X的阻值，必须测出未知电阻两端的电压和通过的电流；在只有电流表，无电压表时，根据并联电路各支路两端的电压相等可知，只要测出定值电阻通过的电流，由欧姆定律求出两端的电压和测出通过未知电阻的电流即可．
解答：解：（1）伏安法测小灯泡电阻的原理：R=；
（2）灯泡没有旋进灯座、开关接触不良、灯泡的灯丝断了都属于断路，电路中无电流，所以灯泡不亮；而电流表被短路时，电路中有电流，灯泡与发光，与题意不符；故不可能．
（3）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以灯泡两端的电压为0.8V；
此时灯泡的电阻为：R===5Ω．
（4）本问有多种答案，现给出一种供参考
定值电阻R和未知电阻R_x并联，电流表与定值电阻串联，电路图如图所示．

器材：电源、定值电阻R、待测灯泡R_x、电流表、开关一个、导线若干．
实验步骤：①将电流表与定值电阻R串联，测出通过R的电流，记为I₁；
②将电流表换为与待测电阻R_x串联，测出通过R_x的电流，记为I₂；
R_x的表达式：R_x=R．
故答案为：（1）R=；（2）D；（3）0.8；5；（4）如上．
点评：本题考查了伏安法测电阻的实验原理和实验的设计，以及电压表的读数、电路故障的判断和欧姆定律的计算；关键是根据实验原理灵活的利用电流表设计实验方案．是要难度较大的习题．