Question

現要測定標有“3.8V，0.3A”字樣的小燈泡正常發光時燈絲的電阻值．給你提供的實驗器材如下：4.5V和12V的電源各一套（電源電壓恒定），開關一只，導線若干，標有“50Ω，1A”和“10Ω，1A”的滑動變阻器各一只，量程為0.6A和3A的電流表各一只．量程為3V和15V的電壓表各一只．要求測量時電表的示數必須超過所用量程的一半．
（1）應選用

12

V的電源；
（2）電流表的量程應選擇

0.6

A；
（3）電壓表的量程應選擇

15

V；
（4）滑動變阻器的規格應選擇

50Ω，1A

．

Answer 1

分析：（1）已知小燈泡的額定電壓、小燈泡和滑動變阻器串聯；根據串聯電路電壓特點和電表的示數必須超過所用量程的一半的要求分析電壓表應并聯連入電路的位置和能滿足題中條件的電源即為所選電源．
（2）根據 I=

P

U

求出小燈泡正常工作時的電流，即為此時電路中的電流，據此選出電流表的量程．
（3）根據以上得出滑動變阻器兩端的電壓和通過的電流，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻值，即可選出需要的量程．

解答：解：（1）要測定標有“3.8V，0.3A”字樣的小燈泡正常發光時燈絲的電阻值，則燈泡正常發光時兩端的電壓應為4.5V，則若電壓表與燈泡并聯，只能使用15V的量程，且這時電壓表的示數應是4.5V，沒有超過所用量程的一半7.5V，所以連接的電路中電壓表應與滑動變阻器并聯，測量滑動變阻器兩端的電壓；
這時，根據串聯電路電壓特點可得：
電壓表的示數：U_R=U-U_L
當電源的電壓為4.5V時，
滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=4.5V-3.8V=0.7V
不能滿足電表示數必須超過所用量程的一半，故不能選；
當電源的電壓為12V時，
滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=12V-3.8V=8.2V
滿足電表示數必須超過所用量程的一半，
所以實驗時選12V的電源，電壓表選15V的量程．
（2）正常工作時，小燈泡的電流：
I=0.3A＜0.6A，
滿足電表示數必須超過所用量程的一半，所以電流表選0.6A的量程．
（3）有以上可知：
滑動變阻器兩端的電壓：U_R=8.2V；通過的電流：I=0.3A，
所以滑動變阻器接入電路的電阻值：
R_滑=

UR

I

=

8.2V

0.3A

≈27.3Ω＜50Ω，
所以滑動變阻器選50Ω、1A．  
故答案為：（1）12；（2）0.6；（3）15；（4）50Ω，1A．

點評：本題考查了電源電壓、電流表、電壓表、滑動變阻器量程的選擇，根據題中的要求和歐姆定律、電功率公式及串聯電路電壓特點逐步分析即可．