Question

小明測量額定電壓為3.8V小燈泡正常工作時的電阻，使用4.5V的電源．

（1）如圖1所示是他連接的實驗電路，其中有一根導線連接錯誤．請你在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的導線．
（2）電路連線改正后，閉合開關，發現電流表無示數，電壓表有示數，燈不亮，故障可能是______．
（3）排除故障后移動變阻器的滑片到某一點，電壓表的示數為3V，要測量正常發光的小燈泡的電阻，還應將滑動變阻器滑片向______移動（選填“左”、“右”），當小燈泡正常發光時，此時電流表的指針位置如圖2所示，可得出小燈泡的電阻為______Ω．
（4）小明完成實驗后，他改變滑動變阻器的阻值，記錄電流表、電壓表的幾組示數，然后確認小燈泡的電流、電壓，算出幾組電阻值，求出的平均值就是小燈泡正常發光的電阻．他的方法是______的（選填“正確”、“不正確”），原因是______．
（5）試驗中電流表不小心燒了，小明找來了一個10Ω的定值電阻，利用余下的器材也測出了小燈泡正常發光的電阻，畫出他的電路來．

Answer 1

【答案】分析：（1）電壓表應并聯在燈泡兩端，由圖1可知，電壓表串聯在電路中，電壓表連線錯誤，把燈泡右端接線柱與電源負極或電壓表負接線柱連接起來即可．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外電路斷路造成的；電流表無示數，說明電路存在斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路在外不存在斷路，綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路．
（3）電壓表示數是3V，小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發光，由電路圖可知，滑動變阻器滑片應向左移動，減小滑動變阻器接入電路的阻值，增大燈泡兩端的電壓，直到電壓表示數等于燈泡額定電壓為止；由圖乙確定電流表量程與最小分度值，讀出電流表示數，然后由歐姆定律求出燈泡的電阻．
（4）燈泡電阻受溫度的影響，在不同電壓下燈泡電阻不同，求不同電壓下燈泡阻值的平均值作為燈泡正常發光時的電阻是錯誤的．
（5）把定值電阻與小燈泡串聯，先用電壓表與小燈泡并聯，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數等于燈泡額定電壓，然后把電壓表與定值電阻并聯，讀出電壓表的示數，由歐姆定律求出流過電路的電流，最后由歐姆定律可以求出燈泡正常發光時的電阻，據此設計實驗電路圖．
解答：解：（1）由圖1知，電壓表連線錯誤，燈泡右端接線柱與電壓表負接線柱相連，電路圖如圖甲所示．
故答案為：電路圖如圖甲所示．
（2）閉合開關，電流表無示數，電壓表有示數，燈不亮，故障可能是燈泡斷路．
故答案為：燈泡斷路．
（3）向左移動滑動變阻器的滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端的電壓增大，直到電壓表示數達到3.8V為止；由圖甲可知，電流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數為0.34A，燈泡正常發光時的阻值R==≈11.18Ω；
故答案為：左；11.18．
（4）燈泡電阻受溫度影響，在不同電壓下燈泡電阻不同，不是定值，求燈泡在不同電壓下的阻值作為燈泡正常發光時的電阻是錯誤的．
故答案為：不正確；電阻隨溫度不斷發生變化，不是定值．
（5）先把滑動變阻器與燈泡組成串聯電路，電壓表與燈泡并聯，移動滑片使電壓表示數為3.8V，此時滑動變阻器兩端電壓為4.5V-3.8V=0.7V；然后保持滑片位置不變，用定值電阻替換小燈泡，用電壓表測出定值電阻電壓，由歐姆定律求出此時電路電流，由串聯電路特點求出滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值R_滑；然后由歐姆定律求出滑動變阻器與燈泡串聯時的電路電流I==，最后由歐姆定律求出燈泡正常發光時的電阻；實驗電路圖如圖乙所示．
故答案為：電路圖如圖乙所示．

點評：本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電流表讀數、求燈泡阻值、溫度對電阻的影響、設計實驗電路圖等問題；分析電路故障時，要根據故障現象考慮各種可能的故障原因，然后綜合分析確定故障原因；對電表讀數時，要先確定電表量程與最小分度值，再讀數．