Question

（2012?本溪）甲圖是“測量小燈泡電阻”的部分實驗電路，已知燈泡的額定電壓為3.8V．
（1）這個實驗的原理是

R=

U

I

．
（2）請你用筆畫線代替導線將電路連接完整．要求導線不能交叉，并使滑動變阻器連入電路的阻值最大．

（3）連接電路時開關應

斷開

，電路連好后小明用開關試觸時，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)的故障是

燈泡斷路

．
（4）排除故障后小明開始測量，前兩次實驗數(shù)據已填在表格內，第三次實驗時電流表示數(shù)如乙圖所示，則通過小燈泡的電流是

0.32

A，此時小燈泡的電阻是

6.25

Ω．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	3.8	3.0	2.0
電流I/A	0.4	0.34
電阻R/Ω	9.5	8.8

觀察表格中的數(shù)據發(fā)現(xiàn)，燈絲電阻是變化的，其原因是

燈絲電阻隨溫度的升高而增大

．
（5）小瑞想利用這些器材測小燈泡的額定功率，實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是她從老師那兒又借了一個阻值為R．的定值電阻和兩個開關完成了實驗．丙圖是小瑞設計電路圖的一部分，請你在虛線框內將電路圖缺少部分補充完整（不允許拆卸電路）．

Answer 1

分析：（1）伏安法測量燈泡電阻的原理：R=

U

I

； 
（2）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，然后電壓表與被測用電器并聯(lián)，電流必須從正接線柱流入，負接線柱流出；滑動變阻器要與燈泡串聯(lián)； 
（3）連接電路的過程中，為了安全，開關始終應該是斷開的；用開關試觸時，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，說明燈泡和電流表是斷路，電壓表與電源是通路；
（4）讀取電流表示數(shù)時，首先要明確電流表選擇的量程和對應的分度值，視線與指針所在刻線相垂直；已知燈泡兩端電壓和通過的電流，利用公式R=

U

I

得到燈泡電阻；燈絲電阻所溫度影響，變化明顯：溫度越高，電阻越大；
（5）電壓表正常，可以測量電源電壓和燈泡兩端電壓；電流表損壞無法使用，題目增加了一個已知阻值的電阻，由此電阻和電壓表可以得到電路電流，所以根據串聯(lián)電路電流相等設計電路．

解答：解：
（1）實驗室測量電阻的方法是伏安法，測量原理是R=

U

I

；
（2）因為燈泡的額定電壓是3.8V，所以電壓表選擇0～15V量程與燈泡并聯(lián)；要使滑動變阻器接入電路電阻最大，要選擇左下角的接線柱與燈泡右側接線柱串聯(lián)．電路連接如下：
（3）為保護電路，連接電路時開關應斷開；閉合開關，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明燈泡和電流表是斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源是通路，由電路圖知，電路故障為燈泡斷路；
（4）由一二兩次實驗數(shù)據知，電流小于0.6A，所以第三次的電流表選擇的量程是0～0.6A，對應的分度值為0.02A，產生的電流為0.32A；
燈泡電阻為R=

U

I

=

2V

0.32A

=6.25Ω；
觀察表格中的數(shù)據發(fā)現(xiàn)，燈絲電阻是變化的，其原因是燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
（5）實驗電路圖設計如下：
測量過程：①閉合開關S、S₁，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為3.8V；
②閉合開關S、S₂，讀出電壓表示數(shù)為U；
燈泡額定功率為P_額=U_額I=3.8V×

U-3.8V

R0

．
故答案為：
（1）R=

U

I

；
（2）實物連接如下：

（3）斷開；燈泡斷路；
（4）0.32；6.25；燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
（5）電路圖設計如下：
．

點評：此題考查了實物圖的連接、滑動變阻器的作用，電路故障、電阻的計算和實驗電路的設計．①由電路圖連接實物圖時，首先根據題目中給定的條件確定電壓表、電流表量程，滑動變阻器選擇的接線柱，然后按照電流方向連接實物．②題目提供的測量儀表是電壓表，要得到電流，必須組成串聯(lián)電路．