Question

小明為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻（阻值約10Ω），設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖．已知電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為3.8V，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

不發(fā)光

；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0～5V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)串聯(lián)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

2.2

V，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

9.5

Ω；
（4）若實(shí)驗(yàn)中所用器材均良好，但某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的示數(shù)較大，則電路中發(fā)生故障的原因是

小燈泡斷路

．

Answer 1

分析：（1）電壓表的內(nèi)阻很大，串聯(lián)在電路中．其它元件都相當(dāng)于導(dǎo)線，都不能正常工作．
實(shí)物連接圖中找錯(cuò)誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用上考慮：
從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱的接入方法上考慮．
從滑動(dòng)變阻器選擇的接線柱考慮．
（2）電壓表0～15V量程損壞，電源電壓為6V，燈泡額定電壓為3.8V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，求得滑動(dòng)變阻器電壓為2.2V，電壓表與滑動(dòng)變阻器可以完成實(shí)驗(yàn)．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，眼觀察電壓表，使電壓表示數(shù)為2.2V時(shí)，燈泡正常工作．
知道燈泡電壓和電流，根據(jù)R=

U

I

計(jì)算電阻．
（4）電流表無(wú)示數(shù)則電路斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路．

解答：解：（1）電壓表的內(nèi)阻很大，串聯(lián)在電路中．電路中幾乎無(wú)電流，所以電流表無(wú)示數(shù)，燈泡不亮．
經(jīng)分析，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)錯(cuò)誤．如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)燈泡，再滑動(dòng)變阻器，到電源的負(fù)極．
只移動(dòng)一根導(dǎo)線的情況下，會(huì)造成電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓．
如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器，再經(jīng)燈泡到電源的負(fù)極，只改變一根導(dǎo)線，電壓表測(cè)燈泡電壓，符合題意．如圖．

（2）燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓為：U′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V＜3V．
所以電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．如圖．
 
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，手移動(dòng)滑片，眼觀察電壓表示數(shù)，使電壓表示數(shù)為2.2V時(shí)，燈泡正常工作．
R=

UL

I

=

3.8V

0.4A

=9.5Ω．
（4）電流表的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的示數(shù)較大，則可能是與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路．
故答案為：（1）不發(fā)光；如實(shí)物圖；（2）如電路圖；（3）2.2；9.5；（4）小燈泡斷路．

點(diǎn)評(píng)：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，做好手和眼的分工．
（2）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．
（3）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．