Question

小文同学利用如图（甲）所示完成“测定小灯泡额定功率”的实验，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V．
（1）在连接电路时，开关应该是

断开

的．
（2）小文同学在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移到

左

（填“左”或“右”）端．连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表指针的转向情况如图（乙）所示，则可能的原因是：电流表

正负接线柱接反

，电压表

量程选择太小

．
（3）故障排除后，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为

3.8

V，若此时电流表的示数如图（丙）所示，其示数为

0.28

A，那么小灯泡的额定功率是

1.064

W．
（4）小文还想利用上述实验装置测量一段电炉丝的电阻R_x，可是连接电路时发现电流表已烧坏，原电路不能使用．请你利用现有器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值已知为R₀的滑动变阻器、开关各一个，导线若干），帮助设计一个不用改变电压表位置就能测出这段电炉丝电阻的电路．把你设计的实验电路图画在虚线框内（电炉丝的符号用电阻的符号表示）．
（5）你的主要实验过程及测量的物理量是

①闭合电路，先调节滑动变阻器使得接入电路电阻为0，记下电压表的示数U₁；
②再调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值R₀，记下电压表的示数U₂

计算电炉丝电阻的表达式是：R_x=

U2R0

U1-U2

．

Answer 1

分析：（1）测灯功率和电阻的实验中，为了防止连接电路时，发生短路，连接时开关应是断开的．
（2）闭合开关前，滑动变阻器应滑到阻值最大处；根据给出的电压表、电流表指针偏转情况，分析出现的故障原因．
（3）为测定小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片使得电压表示数为灯泡额定电压也就是3.8V，读出对应的电流值，利用电功率公式计算出小灯泡的额定功率．
（4）可用滑动变阻器和待测电阻串联，用电压表和待测电阻并联．
（5）可用电压表和待测电阻并联，让滑阻调到最小、最大两个位置，读出电压表读数U₁、U₂，U₂就是待测电阻R_X的电压，

U1-U2

R0

就是待测电阻的电流，然后用电压除以电流就可计算待测电阻的阻值．

解答：解：（1）开关在连接电路时应断开，是为了防止短路的发生．
故答案为：断开．
（2）从实物图可知，滑动变阻器接了右端下面接线柱，滑阻的滑片要移动到下面接线柱的另一侧，阻值为最大，也就是左端．
由图中可看出电压表向左偏转，所以电压表正负接线柱接反了；电流表指针偏转角度过大，说明电流表所选量程太小．
故答案为：左；正负接线柱接反；量程选择太小（或被测电压太大）；
（3）要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为灯泡的额定电压3.8V，由图可知电流表所选量程是0～0.6A量程，其分度值为0.02A，由指针位置可知，此时电流示数为0.28A，则P=UI=3.8V×0.28A=1.064W
故答案为：3.8；0.28；1.064．
（4）如图所示：把滑阻和待测电阻串联，让电压表和待测电阻并联．
（5）具体实验步骤为：
①闭合电路，先调节滑动变阻器使得接入电路电阻为0，记下电压表的示数U₁也就是电源电压；
②再调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值R₀，记下电压表的示数U₂，则此时电路电流为

U1-U2

R0

；
③待测电阻R_X=

U2

U1- U2 R0

=

U2R0

U1-U2

．
注意：若先调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值，记下电压表的示数U₁，后调节滑动变阻器使得接入电路电阻为0，记下电压表的示数U₂，则结果表达式为

U1R0

U2-U1

．

点评：本题考查利用电压表和滑动变阻器来测量未知电阻的阻值，要让滑阻和待测电阻串联，利用滑阻的最大最小值和电压表的两次读数来求未知电阻的阻值．