Question

如圖所示為伏安法測量小燈泡電阻的電路圖．
（1）閉合開關(guān)S，向A端移動滑片P，小燈泡的亮度會變

 

；
（2）右圖中電流表的示數(shù)為

 

A，電壓表的示數(shù)為

 

V，此時電阻大小為

 

Ω．

（3）若在測量過程中電壓表損壞了，滑動變阻器的最大值已知（阻值為R₀），請用剩余的器材測出未知小燈泡的阻值．請在虛線框中畫出設(shè)計的電路圖，并寫出必要的步驟和電阻表達式．（不考慮溫度對小燈泡電阻的影響）

Answer 1

分析：燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，滑動變阻器的電阻減小，電路中的電流增大，根據(jù)P=I²R判斷電功率的變化，判斷燈泡的亮暗．
電壓表和電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)．
讀出電壓和電流，根據(jù)R=

U

I

求得電阻．
測量過程中電壓表損壞，滑動變阻器滑到最大阻值處，作為一個定值電阻使用，使燈泡和滑動變阻器并聯(lián)找電壓相等列出等式，求得被測電阻．

解答：解：（1）閉合開關(guān)S，向A端移動滑片P，滑動變阻器連入電路的電阻減小，電源電壓不變，電路中的電流增大，燈泡的電阻不變，根據(jù)P=I²R得，燈泡的實際功率增大，小燈泡的亮度會變大．
（2）電流表使用的0～0.6A，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電壓為0.2A，電壓表使用的0～3V，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為2.2V，
R=

U

I

=

2.2V

0.2A

=11Ω．
（3）阻值最大時的滑動變阻器R₀和被測電阻R_x并聯(lián)，當(dāng)只有被測電阻R_x接入電路時，測得電流I₀，求得被測電阻兩端的電壓為I₀R_X；
被測電阻兩端的電壓不變，電阻不變，電流不變．讀出電流表讀數(shù)滑動變阻器和被測電阻的總電流I，求出滑動變阻器中的電流為I-I₀，滑動變阻器的電壓為（I-I₀）R₀；
根據(jù)并聯(lián)電路兩端的電壓相等，故I₀R_x=（I-I₀）R₀，所以R_x=

(I-I0)R0

I0

，
所以被測電阻R_X和滑動變阻器R₀并聯(lián)，開關(guān)串聯(lián)在滑動變阻器的支路上，電流表連接在干路上．如下圖．
故答案為：（1）亮；（2）0.22；2；11．
（3）電路圖如右圖，
實驗步驟：a．按電路圖連接好實物圖．
b．先斷開S，讀出電流表示數(shù)I₀；再閉合S，讀出電流表讀數(shù)I．
R_x=

(I-I0)R0

I0

．

點評：沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．