Question

11．某小組在“測量小燈泡正常發光時電阻”的實驗中，選取了下列器材：小燈泡正常發光的電壓為3.8V，電阻大約為10Ω，電源電壓為6V且保持不變，電壓表（0-3V，0-15V）．
（1）小明設計了如圖甲所示的電路圖，（其它器材如圖所示），電壓表應選0～15V量程；
（2）同組的小雪認為小明的實驗方案雖然測出了該燈泡的正常發光的電阻，但也存在一定的不足，請你指出小明方案的不足之處．用0～15V的電壓表測燈泡正常發光時的電壓3.8V時，指針偏角太小，讀數不精確．
（3）小明和小雪交流研討后，仍利用這些器材設計了改進的實驗電路如圖乙所示，小雪利用這個電路測出了如下表的三組實驗數據，請你幫助小雪根據表中的數據計算小燈泡正常發光的電阻是10Ω；

實驗次數	電壓表示數	電流表示數
1	3V	0.30A
2	2.6V	0.34A
3	2.2V	0.38A

（4）請回答，小雪的實驗中，在調節滑動變阻器時，應該注意的事項．

Answer 1

分析 （1）要測小燈泡正常發光時電阻，應使燈泡兩端的電壓達到3.8V，據此判斷甲電路圖中電壓表的量程；
（2）電壓表的量程太大，測量的電壓太小時，讀數不精確；
（3）根據串聯電路的電壓特點求出燈泡正常發光時變阻器兩端的電壓，根據表格數據得出通過燈泡的電流，利用歐姆定律求出燈泡正常發光時的電阻；
（4）根據燈泡正常發光時電壓表的示數和電壓表的量程確定調節滑動變阻器時應該注意的事項．

解答 解：（1）要測小燈泡正常發光時電阻，應使燈泡兩端的電壓達到3.8V，則電壓表的量程為0～15V；
（2）測燈泡正常發光時的電壓3.8V時，用量程為0～15V的電壓表時，指針偏角較小，讀數不精確；
（3）圖乙中，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發光，
所以，變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
由表格數據可知，通過燈泡的電流I_L=0.38A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡正常發光時的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.8V}{0.38A}$=10Ω；
（4）小雪的實驗中電壓表的量程為0～3V，且燈泡正常發光時電壓表的示數為2.2V，
在調節滑動變阻器時，應使電壓表的示數在2.2V～3V之間．
故答案為：
（1）0～15V；
（2）用0～15V的電壓表測燈泡正常發光時的電壓3.8V時，指針偏角太小，讀數不精確；
（3）10；
（4）在調節滑動變阻器時，應使電壓表的示數在2.2V～3V之間．

點評 本題考查了電壓表量程的選擇和正確使用、串聯電路特點和歐姆定律的應用、滑動變阻器的正確使用，關鍵是知道小雪的實驗方案中電壓表的量程．