Question

為了測定額定電壓為2.5V小燈泡發光時的電阻，小明同學設計了如圖甲所示的實驗電路，圖中R₀為已知電阻．
（1）請按照電路圖連接實物電路．

（2）閉合開關，發現小燈泡不亮，電壓表V₁，無示數，V₂有示數，則電路出現故障的原因是

 

．
（3）排除故障后，再閉合開關，看到小燈泡發光很暗，要想測出小燈泡正常發光時燈絲的電阻，應把滑動變阻器的滑片向

 

端移動（填“左”或“右”），使電壓表V₁的示數U₁=

 

V．若此時電壓表V₂的示數如圖乙所示，則U₂=

 

，小燈泡的電阻R₁=

 

．

Answer 1

分析：（1）從電源正極開始，按照電流方向，依次經各元件，到電源負極．
把電壓表V₁并聯在燈泡兩端，V₂并聯在R₀兩端．
注意電壓表和電流表的量程和正負接線柱．
滑動變阻器選擇一上一下接線柱，注意滑動變阻器接入電路的部分與電路圖相符．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電壓表V₁串聯在電路中，其它元件都相當于導線，電壓表V₁測量電源電壓，電壓表V₁有示數．電壓表V₂測量導線電壓，示數為0．
燈泡短路時，電壓表V₁測量導線電壓，示數為0．電壓表V₂測量R₀兩端的電壓，有示數．
燈泡以外的地方斷路，如果R₀斷路，電壓表V₂串聯在電路中，其它元件都相當于導線，電壓表V₂測量電源電壓，電壓表V₂有示數．電壓表V₁測量導線電壓，示數為0．
（3）燈泡很暗，燈泡中的電流較小，要想使燈泡正常發光，燈泡電流要增大，電路電阻要減小．
電壓表V₁測燈泡兩端電壓，電壓表V₁示數為2.5V時，燈泡正常發光．
電壓表讀數：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．
根據串聯電路中電流相等，燈泡電流與R₀的電流相等，求得燈泡正常發光時的電阻．

解答：解：（1）電壓表V₁測燈泡電壓，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表V₁選擇0～3V量程．
電壓表V₂測已知電阻R₀的電壓，電壓無法確定，所以電壓表V₂選擇0～15V大量程．
電流從正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器和電路圖接入的部分相對應，都接左半段，接左下端接線柱，上面任意選擇．
從電源正極出發，按照電流方向依次串聯滑動變阻器、定值電阻、燈泡、開關到電源負極．把電壓表V₁并聯在燈泡兩端，V₂并聯在R₀兩端．如圖．

（2）燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路斷路．
電壓表V₂有示數，說明燈泡短路，電壓表V₁測導線電壓，示數為0．
（3）燈泡發光很暗，電路電流太小，要使燈泡正常發光，要增大電路電流，減小電路總電阻，減小滑動變阻器連入電路的電阻，滑動變阻器接入左半段，所以滑片左移．
當電壓表V₁示數為燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常工作．
電壓表選擇0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為2V，
R₀的電流為：I₀=

U0

R0

=

2V

R0

因為燈泡與R₀串聯，所以燈泡電流為：I=I₀，
所以燈泡正常發光時的電阻為：R₁=

U

I

=

2.5V

2V R0

=1.25R₀．
故答案為：（1）如圖；（2）燈泡短路；（3）左；2.5；2V；1.25R₀．

點評：測燈泡正常工作時的電阻，只有電壓表，沒有電流表，采用燈泡與已知電阻串聯，找電流相等，求得已知電阻的電流即燈泡電流，最后求得電阻值，這是一種類型，一定要掌握．