Question

15．小明測(cè)量額定電壓為3.8V小燈泡正常工作時(shí)的電阻，使用4.5V的電源．

（1）如圖1所示是他連接的實(shí)驗(yàn)電路，其中有不根導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)誤．請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線(xiàn)上畫(huà)“×”，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)畫(huà)出正確的導(dǎo)線(xiàn)．
（2）電路連線(xiàn)改正后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都很小，燈不亮，應(yīng)更換規(guī)格較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）更換器材排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)為3V，要測(cè)量正常發(fā)光的小燈泡的電阻，還應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)（選填“左”、“右”），當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，此時(shí)電流表的指針位置如圖2所示，可得出小燈泡的電阻為11.18Ω．
（4）試驗(yàn)中電流表不小心燒了，小明找來(lái)了一個(gè)10Ω的定值電阻，利用余下的器材也測(cè)出了小燈泡正常發(fā)光的電阻，在虛線(xiàn)框內(nèi)（圖3）畫(huà)出他的電路來(lái)．

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，由圖1可知，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表連線(xiàn)錯(cuò)誤，把燈泡右端接線(xiàn)柱與電源負(fù)極或電壓表負(fù)接線(xiàn)柱連接起來(lái)即可．
（2）電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都很小，說(shuō)明電路是通路，只是電流很小，則可能是變阻器連入電路的阻值太大引起的，據(jù)此分析．
（3）電壓表示數(shù)是3V，小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向左移動(dòng)，減小滑動(dòng)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(shù)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(shù)，然后由歐姆定律求出燈泡的電阻．
（4）把定值電阻與小燈泡串聯(lián)，先用電壓表與小燈泡并聯(lián)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓，然后把電壓表與定值電阻并聯(lián)，讀出電壓表的示數(shù)，由歐姆定律求出流過(guò)電路的電流，最后由歐姆定律可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）由圖1知，電壓表連線(xiàn)錯(cuò)誤，燈泡右端接線(xiàn)柱與電壓表負(fù)接線(xiàn)柱相連，電路圖如圖甲所示．
（2）閉合開(kāi)關(guān)，電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都很小，說(shuō)明電路是通路，只是電流很小，則可能是變阻器連入電路的阻值太大引起的，故需要更換規(guī)格較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)為3V，小于燈泡的額定電壓，要測(cè)量正常發(fā)光的小燈泡的電阻，向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，減小滑動(dòng)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(shù)達(dá)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(shù)為0.34A，燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.34A}$≈11.18Ω；
（4）先把滑動(dòng)變阻器與燈泡組成串聯(lián)電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為3.8V，此時(shí)滑動(dòng)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(cè)出定值電阻電壓，由歐姆定律求出此時(shí)電路電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑；然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)時(shí)的電路電流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{0.7V}{{R}_{滑}}$，最后由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；實(shí)驗(yàn)電路圖如圖乙所示．

故答案為：（1）如上圖；（2）規(guī)格較小的滑動(dòng)變阻器；（3）左；11.18；（4）如圖乙所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求燈泡阻值、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖等問(wèn)題；分析電路故障時(shí)，要根據(jù)故障現(xiàn)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(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定電表量程與最小分度值，再讀數(shù)．