题目内容

一只标有“3.8V”字样的小灯泡，灯丝电阻约为15Ω．小明想测出它正常发光时的电阻，选用了以下器材：电源一组、电流表、电压表、开关、规格为“50Ω 1A”变阻器各一只．导线若干．小明连接的实验电路如图18所示，闭合开关后发现电压表没有示数，经检查发现电压表的15V量程档已损坏．3V量程档完好．现根据已有的器材完成实验任务．

（1）请你帮助小明设计电路图并把它画在方框内．
（2）如图已连接了部分电路．请你根据你设计的电路图．用笔画线代替导线，将电路连接完整．

（3）小明连接完最后一根导线后，准备闭合开关进行实验．在一旁观察的小雨制止了小明，提醒小明实验中有问题．小明想，我的实验连线没有出问题啊!请你帮助小明找出实验中的不当之处，并指明如不改正可能会产生的后果：
．
（4）小明听取了小雨的意见，对实验进行改正，开始实验．在实验过程中，调节滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为V时，此时电流表示数如图所示，则小灯泡正常工作时的灯丝电阻为Ω．

解：（1）画出电源符号，从正极出发，依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表的符号，到电源的负极，电压表并联在滑动变阻器两端．如图．

（2）滑动变阻器已经选择了下面接线柱，上面接线柱任意选择，把滑动变阻器串联在电路中．
开关串联在电路中．把电路补充完整．
电压表选择0～3V量程，并联在滑动变阻器两端，电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出．

（3）滑片置于最大值，电路电流约为：I= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.07A．
滑动变阻器分担的电压为：U′=IR′=0.07A×50Ω=3.5V＞3V，会损坏电压表．
（4）灯泡正常工作时电压为3.8V．
滑动变阻器电压为：U″=U_总-U_L=4.5V-3.8V=0.7V．
电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.28A．
R_L= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =13.6Ω．
故答案为：（1）如电路图；（2）如实物图；（3）变阻器的滑片置于阻值最大端，电压表所测的电压超出电压表的量程，电压表损坏；（4）0.7；13.6．
分析：（1）由实物图画电路图的方法：画出电源符号，从电源的正极开始，按照电流的方向，依次串联各元件，到电源的负极，最后把电压表并联在灯泡两端．注意滑动变阻器与实物图中接入的部分对应．
（2）把开关串联在电路中，滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中．
电压表的0～15V量程损坏，使用0～3V量程，并联在滑动变阻器两端，注意电压表的正负接线柱．
（3）滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，分担的电压太大，大于3V，会损坏电压表．
（4）根据串联电路电压特点，求得灯泡正常工作时，滑动变阻器电压．
电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
知道电压和电流，根据R= $\text{[math]}$ 计算电阻．
点评：伏安法测灯泡电阻或功率时，电压表并联在灯泡两端时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处保护电路．
当电压表的大量程损坏，把电压表并联在滑动变阻器两端时，滑动变阻器滑片如果处于最大阻值处，能保护灯泡和电流表，对电压表不一定能起到保护作用，所以此时滑动变阻器要处于合适的位置．