Question

14．小明為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻（阻值約10Ω），請(qǐng)?jiān)诩追娇蛑性O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的電路圖．已知電源電壓為6V，燈泡正常發(fā)光電壓為3.6V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“2 0Ω  1A”字樣．
（1）圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖．閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮“選填“亮”或“不亮”）；經(jīng)檢查，是由于一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤．請(qǐng)你在實(shí)物圖中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線；

（2）若電壓表0～15V的量程損壞，為完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你使用原有器材重新設(shè)計(jì)一個(gè)電路，并將設(shè)計(jì)的電路圖畫在圖丙的虛線框內(nèi)；
（3）根據(jù)你的設(shè)計(jì)重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.4V，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A，則小燈泡的電阻是9Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測(cè)量3.6V小燈泡的電阻的電路圖，從電源正極、開(kāi)關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)的燈泡兩端，由此可以判斷燈泡和電流表負(fù)接線柱的導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，而是燈泡右端的導(dǎo)線和電源負(fù)極連接．
電壓表的電阻很大，在電路中相當(dāng)于斷路，如圖，電壓表串聯(lián)在電路中，電路相當(dāng)于斷路，燈泡不亮．
（2）電壓表0～15V量程損壞，只能使用0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡電壓是3.8V＞3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓是6V-3.8V=2.2V，因此電壓表不能測(cè)燈泡兩端電壓，可用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）燈泡電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電壓表示數(shù)，再根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)小燈泡的電阻．

解答 解：
（1）由原實(shí)物圖知，電壓表與燈泡串聯(lián)在電路中，由于電壓表阻值太大，所以通過(guò)燈泡電流非常小，因此燈泡不亮；
測(cè)量燈泡電阻的電路圖如下圖，從電源正極-開(kāi)關(guān)-電流表-滑動(dòng)變阻器-燈泡-電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，所以燈泡和電流表之間導(dǎo)線連接錯(cuò)誤．
正確實(shí)物圖的連接如下圖所示：

（2）電壓表0～15V量程損壞，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電路圖如下圖所示：

（3）當(dāng)燈泡電壓為額定電壓時(shí)燈泡正常發(fā)光，
因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電阻等于各分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即電壓表示數(shù)：U_滑=U-U_L=6V-3.6V=2.4V，
根據(jù)歐姆定律可得：此時(shí)燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{3.6V}{0.4A}$=9Ω．
故答案為：（1）不亮；（3）2.4；9．

點(diǎn)評(píng) （1）在實(shí)物圖中找出錯(cuò)誤之處，對(duì)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用逐條分析，防止遺漏錯(cuò)誤．
（2）在電壓表的合適量程損壞時(shí)，把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端是常用的方法．