Question

小明测量额定电压为3.8V小灯泡正常工作时的电阻，使用4.5V的电源．

（1）如图1所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误．请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线．
（2）电路连线改正后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，灯不亮，故障可能是______．
（3）排除故障后移动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数为3V，要测量正常发光的小灯泡的电阻，还应将滑动变阻器滑片向______移动（选填“左”、“右”），当小灯泡正常发光时，此时电流表的指针位置如图2所示，可得出小灯泡的电阻为______Ω．
（4）小明完成实验后，他改变滑动变阻器的阻值，记录电流表、电压表的几组示数，然后确认小灯泡的电流、电压，算出几组电阻值，求出的平均值就是小灯泡正常发光的电阻．他的方法是______的（选填“正确”、“不正确”），原因是______．
（5）试验中电流表不小心烧了，小明找来了一个10Ω的定值电阻，利用余下的器材也测出了小灯泡正常发光的电阻，画出他的电路来．

Answer 1

【答案】分析：（1）电压表应并联在灯泡两端，由图1可知，电压表串联在电路中，电压表连线错误，把灯泡右端接线柱与电源负极或电压表负接线柱连接起来即可．
（2）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路断路造成的；电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路在外不存在断路，综合分析可知，电路故障是灯泡断路．
（3）电压表示数是3V，小于灯泡额定电压，要使灯泡正常发光，由电路图可知，滑动变阻器滑片应向左移动，减小滑动变阻器接入电路的阻值，增大灯泡两端的电压，直到电压表示数等于灯泡额定电压为止；由图乙确定电流表量程与最小分度值，读出电流表示数，然后由欧姆定律求出灯泡的电阻．
（4）灯泡电阻受温度的影响，在不同电压下灯泡电阻不同，求不同电压下灯泡阻值的平均值作为灯泡正常发光时的电阻是错误的．
（5）把定值电阻与小灯泡串联，先用电压表与小灯泡并联，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于灯泡额定电压，然后把电压表与定值电阻并联，读出电压表的示数，由欧姆定律求出流过电路的电流，最后由欧姆定律可以求出灯泡正常发光时的电阻，据此设计实验电路图．
解答：解：（1）由图1知，电压表连线错误，灯泡右端接线柱与电压表负接线柱相连，电路图如图甲所示．
故答案为：电路图如图甲所示．
（2）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，灯不亮，故障可能是灯泡断路．
故答案为：灯泡断路．
（3）向左移动滑动变阻器的滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端的电压增大，直到电压表示数达到3.8V为止；由图甲可知，电流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数为0.34A，灯泡正常发光时的阻值R==≈11.18Ω；
故答案为：左；11.18．
（4）灯泡电阻受温度影响，在不同电压下灯泡电阻不同，不是定值，求灯泡在不同电压下的阻值作为灯泡正常发光时的电阻是错误的．
故答案为：不正确；电阻随温度不断发生变化，不是定值．
（5）先把滑动变阻器与灯泡组成串联电路，电压表与灯泡并联，移动滑片使电压表示数为3.8V，此时滑动变阻器两端电压为4.5V-3.8V=0.7V；然后保持滑片位置不变，用定值电阻替换小灯泡，用电压表测出定值电阻电压，由欧姆定律求出此时电路电流，由串联电路特点求出滑动变阻器两端电压，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值R_滑；然后由欧姆定律求出滑动变阻器与灯泡串联时的电路电流I==，最后由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；实验电路图如图乙所示．
故答案为：电路图如图乙所示．

点评：本题考查了连接电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡阻值、温度对电阻的影响、设计实验电路图等问题；分析电路故障时，要根据故障现象考虑各种可能的故障原因，然后综合分析确定故障原因；对电表读数时，要先确定电表量程与最小分度值，再读数．