Question

同學(xué)們?cè)谟梅�安法測(cè)量標(biāo)有“220V  60W”白熾燈泡的電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)很小，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表示數(shù)變化非常小．于是．他們?cè)O(shè)計(jì)了圖甲所示的電路，通過(guò)在AB間接入阻值不同的定值電阻，分別測(cè)出了不同電壓時(shí)白熾燈泡的電阻．

（1）根據(jù)電路圖，將實(shí)物電路乙連接完整．
（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表V₁無(wú)示數(shù)，電壓表V₂示數(shù)較大，則該故障的原因可能是

燈泡L處發(fā)生斷路或電阻R處發(fā)生短路

．排除故障后．在某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表V₂的示數(shù)如圖丙，其示數(shù)為

3.5V

．
（3）當(dāng)AB間接入的定值電阻為125Ω時(shí)，V₁的示數(shù)為4.0V，V₂的示數(shù)為2.0V，則R_L為

62.5

Ω；若將定值電阻換為200Ω，則V₂的示數(shù)將

變小

（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）“220V   60W”白熾燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為806.7Ω，比同學(xué)們測(cè)得的阻值大很多．請(qǐng)分析造成這種差異的主要原因．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，電壓表V₂測(cè)燈泡L兩端的電壓，故把電壓表V₂并聯(lián)在燈泡L的兩端即可；
（2）電壓表V₂示數(shù)較大說(shuō)明V₂電壓表的兩接線(xiàn)柱與電源之間是通路，電壓表V₁無(wú)示數(shù)，則可能是電壓表V₁并聯(lián)的部分短路，可能是電壓表V₂并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚桓鶕?jù)電壓表V₂的量程和分度值讀出示數(shù)的大小；
（3）根據(jù)歐姆定律分別表示出通過(guò)R和L的電流，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)建立等式即可求出R_L的阻值；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知將定值電阻換為200Ω時(shí)V₂示數(shù)的變化；
（4）燈絲的電阻隨溫度增加而變大，實(shí)驗(yàn)時(shí)燈泡兩端的電壓遠(yuǎn)小于額定電壓，功率遠(yuǎn)小于額定功率，溫度較低，電阻較小．

解答：解：
（1）把電壓表V₂并聯(lián)在燈泡L的兩端即可，如下圖所示：

（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表V₁無(wú)示數(shù)，電壓表V₂示數(shù)較大，則該故障的原因可能是：燈泡L處發(fā)生斷路或電阻R處發(fā)生短路；
由圖知電壓表量程是0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為3.5V；
（3）∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流I=

U1

R

=

U2

RL

，即

4.0V

125Ω

=

2V

RL

，
解得：R_L=62.5Ω；
∵串聯(lián)電路中電阻越大，分得的電壓越大，反之越小，
∴將定值電阻換為200Ω時(shí)，定值電阻兩端分得的電壓變大，燈泡兩端分得的電壓變小，即V₂的示數(shù)將變小；
（4）“220V 60W”白熾燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為806.7Ω，比同學(xué)們測(cè)得的阻值大很多．造成這種差異的主要原因是：正常發(fā)光時(shí)燈絲溫度高電阻大，實(shí)驗(yàn)中燈絲溫度低電阻小．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）燈泡L處發(fā)生斷路或電阻R處發(fā)生短路；3.5V；
（3）62.5；變小；
（4）正常發(fā)光時(shí)燈絲溫度高電阻大，實(shí)驗(yàn)中燈絲溫度低電阻小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物電路圖的連接、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)和串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用等，關(guān)鍵是知道燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的增大而變大．