题目内容

16．如图甲是小明在测定灯泡正常发光时灯丝电阻的实验电路图．已知电源电压恒为6V，灯泡正常发光时电压为3.6V

（1）小明选择电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程应选0-15V．
（2）请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整．
（3）在图乙实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，应将滑动变阻器滑片P应向右（选填“左”或“右”）移动．
（4）实验过程中移动滑片P，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则示数是0.3A，此时，灯丝的阻值为12Ω．
（5）正确连接电路后，闭合开关，小明移动滑片P，灯泡正常发光时，发现电压表指针偏转角度很小示数很难准确读出来．根据测量时电表示数超过所用量程的一半可以减少误差的原则，小明在不增减实验器材的情况下，重新设计电路，顺利完成了实验．请在图丁的虚线框内画出他重新设计的电路图．

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；
（2）根据电路图可知电压表并联在灯泡的两端，注意电压表正负接线柱的连接；
（3）根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（4）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（5）灯泡正常发光时，发现电压表指针偏转角度很小说明电压表选择的量程过大，电源电压为6V，灯泡额定电压为3.6V，根据串联电路电压特点求得滑动变阻器电压为2.4V，超过0～3V量程的一半，即电压表用3V的量程且与滑动变阻器并联即可完成实验．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为3.6V，所以电压表的量程为0～15V；
（2）把0-15V量程的电压表并联在灯泡的两端即可，变阻器P以右电阻丝接入电路中，要注意电流从正接线柱流入负接线柱流出，如下图所示：

（3）要使电压表示数逐渐变大，则为变阻器的电压变小，根据分压原理，变阻器连入电路的电阻变小，即滑片P向右移动；
（4）灯泡正常发光时的电压UL=3.6V，
由丙图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数IL=0.3A，
则此时灯泡的电阻：
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{3.6V}{0.3A}$=12Ω．
（5）灯泡的额定电压为3.6V，电压表并联在灯泡的两端，电压表选择0～15V，但偏转角度太小、误差较大；
当灯泡正常发光时，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，电源电压为6V，要使灯泡电压为3.6V，滑动变阻器两端电压为6V-3.6V=2.4V，超过0～3V量程的一半；
故电压表选0～3V的量程，然后与滑动变阻器并联，设计的电路图如下图所示：

故答案为：
（1）0-15；
（2）如上图所示；
（3）右；
（4）0.3；12．
（5）如上图所示；

点评 本题考查了电压表量程的选择和连接、滑动变阻器的使用以及电路图的设计等，电流表的指针偏角过小或电压表的大量程不可用，一般都是把电压表并联在滑动变阻器的两端．

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