Question

小明为测量小灯泡正常发光时的电阻（阻值约为10Ω），设计了如图所示的电路图．
已知电源电压为6V，灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．

（1）如图是小明根据电路图连接的实物图．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡

 

；经检查，是由于一根导线连接错误．请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（2）若电压表0～15V的量程损坏，为完成实验，请你使用原有器材重新设计一个串联电路，并将设计的电路图画在上面的虚线框内．
（3）根据你的设计重新连接电路进行实验．闭合开关，眼睛应看

 

表，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4A，则小灯泡的电阻是

 

?．

Answer 1

分析：（1）电压表的内阻很大，串联在电路中．其它元件都相当于导线，都不能正常工作．
实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑．
从滑动变阻器选择的接线柱考虑．
（2）电压表0～15V量程损坏，电源电压为6V，灯泡额定电压为3.8V，根据串联电路电压特点，求得滑动变阻器电压为2.2V，电压表与滑动变阻器可以完成实验．
（3）实验过程中，手移动滑动变阻器滑片，眼观察电压表，使电压表示数为2.2V时，灯泡正常工作．
知道灯泡电压和电流，根据R=

U

I

计算电阻．

解答：解：（1）电压表的内阻很大，串联在电路中．电路中几乎无电流，
所以电流表无示数，灯泡不亮．
经分析，滑动变阻器与灯泡并联错误．如果电流从电流表出来，先经过灯泡，再滑动变阻器，到电源的负极．
只移动一根导线的情况下，会造成电压表测滑动变阻器两端电压．
如果电流从电流表出来，先经过滑动变阻器，再经灯泡到电源的负极，只改变一根导线，电压表测灯泡电压，符合题意．如图．
 
（2）灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V＜3V．
所以电压表并联在滑动变阻器两端．如图．
 
（3）实验过程中，手移动滑片，眼观察电压表示数，使电压表示数为2.2V时，灯泡正常工作．
R=

UL

I

=

3.8V

0.4A

=9.5Ω．
故答案为：（1）不亮；如实物图；（2）如电路图；（3）电压表；9.5．

点评：（1）实验过程中，做好手和眼的分工．
（2）在实物图中找出错误之处，对电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用逐条分析，防止遗漏错误．
（3）在电压表的合适量程损坏时，把电压表并联在滑动变阻器的两端是常用的方法．