Question

14．某同學(xué)通過(guò)學(xué)習(xí)了解到：小燈泡常溫下和正常工作時(shí)的電阻有很大的差別，為了測(cè)量一個(gè)“6V，6W”的小燈泡在額定電壓下的準(zhǔn)確電阻值，到實(shí)驗(yàn)室借到了一些儀器，規(guī)格及數(shù)量如下：
a．電流表一只（0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）；
b．電壓表一只（0～3V，內(nèi)阻為3kΩ）；
c．靈敏電流計(jì)一只（0～100μA，內(nèi)阻約為100Ω）；
d．電阻箱一個(gè)（0～9999.9Ω，最小調(diào)節(jié)量0.1Ω）；
e．滑動(dòng)變阻器R₁（0～5Ω，額定電流為0.6A）；
f． 滑動(dòng)變阻器R₂（0～10Ω，額定電流為2A）；
g．9v直流電源一個(gè)；經(jīng)預(yù)先測(cè)量?jī)?nèi)阻為2Ω；
h．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干，待測(cè)燈泡一個(gè)．
（1）請(qǐng)估算這個(gè)小燈泡在常溫下的電阻最接近下列哪個(gè)數(shù)值B
A．0.01Ω         B．1Ω         C．10Ω        D．16Ω
（2）這位同學(xué)利用現(xiàn)有器材，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，反復(fù)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，順利完成了實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)分析：
①以上器材中應(yīng)選用a、b、d、f、g、h（填代號(hào)）
②在右側(cè)框中畫(huà)出最終能夠完成實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)功率公式可求得燈泡正常工作時(shí)的電阻，再根據(jù)燈泡電阻隨溫度的增大而增大的規(guī)律分析常溫下的電阻大小；
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理，明確電學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要的基本儀器，再根據(jù)額定值確定電壓表和電流表，從而確定所需要的儀表；
（3）明確實(shí)驗(yàn)原理，注意滑動(dòng)變阻器的正確接法以及電表的改裝等內(nèi)容，從而設(shè)計(jì)正確的電路圖．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R=$\frac{36}{6}$Ω=6Ω；
而常溫下的電阻略小于額定值時(shí)的電阻，故約為1Ω；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，該實(shí)驗(yàn)需要采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法，因此需要滑動(dòng)變阻器，電路中的最大電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{6}$=1A，故滑動(dòng)變阻器選擇f；
需要測(cè)量燈泡兩端電壓，但是所給電壓表量程太小，因此需要利用已知內(nèi)阻的電壓表和電阻箱串聯(lián)，將電壓表改裝成為量程更大一些的電壓表，
因此需要選擇儀器b、d；
采用伏安法測(cè)電阻，還需要a，g、h   
故答案為：a、b、d、f、g、h
（3）該實(shí)驗(yàn)需要安培表外接，采用分壓器電路時(shí)燈兩端電壓達(dá)不到額定電壓，所以必須采用限流器電路，由此可正確畫(huà)出電路圖如下所示：

故答案為：（1）B； （2）a、b、d、f、g、h；（3）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意電學(xué)實(shí)驗(yàn)變化多樣，解答的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理、正確進(jìn)行儀器選擇、掌握安培表內(nèi)外接法和滑動(dòng)變阻器的分壓、限流接法等． 同時(shí)要注意分析題目中每一句話所隱含的信息，如題目中“經(jīng)預(yù)先測(cè)量?jī)?nèi)阻為2Ω”這句話限定了只能采用限流接法．