Question

小文同學利用如圖（甲）所示完成“測定小燈泡額定功率”的實驗，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V．
（1）在連接電路時，開關應該是

斷開

的．
（2）小文同學在檢查電路連接時，滑動變阻器的滑片應該移到

左

（填“左”或“右”）端．連接好電路后，閉合開關，發現電流表和電壓表指針的轉向情況如圖（乙）所示，則可能的原因是：電流表

正負接線柱接反

，電壓表

量程選擇太小

．
（3）故障排除后，要使小燈泡正常發光，應移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為

3.8

V，若此時電流表的示數如圖（丙）所示，其示數為

0.28

A，那么小燈泡的額定功率是

1.064

W．
（4）小文還想利用上述實驗裝置測量一段電爐絲的電阻R_x，可是連接電路時發現電流表已燒壞，原電路不能使用．請你利用現有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R₀的滑動變阻器、開關各一個，導線若干），幫助設計一個不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲電阻的電路．把你設計的實驗電路圖畫在虛線框內（電爐絲的符號用電阻的符號表示）．
（5）你的主要實驗過程及測量的物理量是

①閉合電路，先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₁；
②再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數U₂

計算電爐絲電阻的表達式是：R_x=

U2R0

U1-U2

．

Answer 1

分析：（1）測燈功率和電阻的實驗中，為了防止連接電路時，發生短路，連接時開關應是斷開的．
（2）閉合開關前，滑動變阻器應滑到阻值最大處；根據給出的電壓表、電流表指針偏轉情況，分析出現的故障原因．
（3）為測定小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器的滑片使得電壓表示數為燈泡額定電壓也就是3.8V，讀出對應的電流值，利用電功率公式計算出小燈泡的額定功率．
（4）可用滑動變阻器和待測電阻串聯，用電壓表和待測電阻并聯．
（5）可用電壓表和待測電阻并聯，讓滑阻調到最小、最大兩個位置，讀出電壓表讀數U₁、U₂，U₂就是待測電阻R_X的電壓，

U1-U2

R0

就是待測電阻的電流，然后用電壓除以電流就可計算待測電阻的阻值．

解答：解：（1）開關在連接電路時應斷開，是為了防止短路的發生．
故答案為：斷開．
（2）從實物圖可知，滑動變阻器接了右端下面接線柱，滑阻的滑片要移動到下面接線柱的另一側，阻值為最大，也就是左端．
由圖中可看出電壓表向左偏轉，所以電壓表正負接線柱接反了；電流表指針偏轉角度過大，說明電流表所選量程太小．
故答案為：左；正負接線柱接反；量程選擇太�。ɑ虮粶y電壓太大）；
（3）要使小燈泡正常發光，應移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為燈泡的額定電壓3.8V，由圖可知電流表所選量程是0～0.6A量程，其分度值為0.02A，由指針位置可知，此時電流示數為0.28A，則P=UI=3.8V×0.28A=1.064W
故答案為：3.8；0.28；1.064．
（4）如圖所示：把滑阻和待測電阻串聯，讓電壓表和待測電阻并聯．
（5）具體實驗步驟為：
①閉合電路，先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₁也就是電源電壓；
②再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數U₂，則此時電路電流為

U1-U2

R0

；
③待測電阻R_X=

U2

U1- U2 R0

=

U2R0

U1-U2

．
注意：若先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值，記下電壓表的示數U₁，后調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₂，則結果表達式為

U1R0

U2-U1

．

點評：本題考查利用電壓表和滑動變阻器來測量未知電阻的阻值，要讓滑阻和待測電阻串聯，利用滑阻的最大最小值和電壓表的兩次讀數來求未知電阻的阻值．