Question

2．某同学为了测量“3.8V 2.5W”小灯泡正常发光时的电阻值，实验室有下列器材，规格如下
A．两只相同的电压表（量程5V，内阻很大）
B．电阻箱R₁（0～999，最小调节量1Ω）
C、电阻箱R2（0～99.9，最小调节量0.1Ω）
D．滑动变阻器R₃（0～50Ω，额定电流为1.5A）
E．滑动变阻器R₄（0～5Ω，额定电流为3A）
F．直流电源（电动势9V，内阻不计）
G．开关，导线若干、待测灯泡
利用现有器材，请你替这位同学设计本实验．
（要求：不通过计算，直接测出小灯泡正常发光时的电阻值）
（1）在如图方框中画出合理的实验原理图．
（2）以上器材中电阻箱应选用C，滑动变阻器应选用E（填序号字母）．
（3）根据所设计的电路图，得出测量小灯泡正常发光时的电阻值的方法调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8V时，读出电阻箱的阻值，即为小灯泡正常发光的电阻．

Answer 1

分析 分析实验中给出的实验数据，明确实验方法，则可以得出正确的实验电路，并选出可用的仪器；通过电路分析，明确准确的测量方法．

解答 解：（1）题目中只给出了两只电压表和电阻箱，无法通过伏安法进行实验，只能采用等效替代的方法，利用电阻箱和灯泡串联，用电压表分别测量它们两端的电压值；根据串并联电路的特点可求得灯泡的电阻；由于两只滑动变阻器，可以采用小阻值的滑动变阻器，使用分压接法，也可以采用采用限流接法；原理图如图所示；
（2）由于小灯泡电阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{3．{8}^{2}}{2.5}$=5.8Ω，故选电阻箱R₂；即选C；为了方便调节，选择与灯泡阻值相接近的滑动变阻器R₄，即E；
（3）电阻箱与灯泡串联电流相等，故当分压相等时，阻值相等；故采用的方法为：调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8V时，读出电阻箱的阻值，即为小灯泡正常发光的电阻．
故答案为：（1）如图所示；（2）C；E；（3）调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8V时，读出电阻箱的阻值，即为小灯泡正常发光的电阻

点评 本题的难点在于无可用电流表，因此只能采用等效替代的方法，利用灯泡和电阻箱串联使用，即可由串并联电路的规律求解灯泡电阻．