Question

【题目】小明手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡，他想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是从实验室找来了一块电压表，一个滑动变阻器，一个已知阻值为R0的定值电阻，一个电源（电压保持不变），以及若干导线和开关。请你利用上述器材设计实验，测出小灯泡正常工作时的电阻Rx阻值。要求：

（1）画出实验电路图；

（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

（3）写出Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。

Answer 1

【答案】（1）（2）见解析（3）

【解析】

根据题中“请你利用上述器材设计实验，测出小灯泡正常工作时的电阻Rx阻值”可知，本题考查特殊方法测灯泡的电阻。根据实验目的和实验器材画出电路图，设计实验步骤，根据计算出灯泡正常发光时的电阻Rx阻值；

（1）由题，没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的电压等于3.8V，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据计算出灯泡正常发光时的电阻Rx阻值；电路图如下：

（2）实验步骤：

①按照电路图连接电路

②闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额=3.8V

③保持滑片P不动，闭合开关S1和S3，记下此时电压表的示数U

（3）灯泡正常发光时，定值电阻R0两端的电压：U0＝U﹣U额＝U﹣3.8V，

通过灯泡的电流：，

所以灯泡正常发光时的电阻Rx阻值

。