Question

16．如圖甲是小明在測(cè)定燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖．已知電源電壓恒為6V，燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓為3.6V

（1）小明選擇電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程應(yīng)選0-15V．
（2）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整．
（3）在圖乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要使電壓表示數(shù)逐漸變大，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)．
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中移動(dòng)滑片P，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則示數(shù)是0.3A，此時(shí)，燈絲的阻值為12Ω．
（5）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，小明移動(dòng)滑片P，燈泡正常發(fā)光時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度很小示數(shù)很難準(zhǔn)確讀出來(lái)．根據(jù)測(cè)量時(shí)電表示數(shù)超過(guò)所用量程的一半可以減少誤差的原則，小明在不增減實(shí)驗(yàn)器材的情況下，重新設(shè)計(jì)電路，順利完成了實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?jiān)趫D丁的虛線框內(nèi)畫(huà)出他重新設(shè)計(jì)的電路圖．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；
（2）根據(jù)電路圖可知電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，注意電壓表正負(fù)接線柱的連接；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的方向；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出此時(shí)燈泡的電阻；
（5）燈泡正常發(fā)光時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度很小說(shuō)明電壓表選擇的量程過(guò)大，電源電壓為6V，燈泡額定電壓為3.6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求得滑動(dòng)變阻器電壓為2.4V，超過(guò)0～3V量程的一半，即電壓表用3V的量程且與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)即可完成實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.6V，所以電壓表的量程為0～15V；
（2）把0-15V量程的電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端即可，變阻器P以右電阻絲接入電路中，要注意電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出，如下圖所示：

（3）要使電壓表示數(shù)逐漸變大，則為變阻器的電壓變小，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路的電阻變小，即滑片P向右移動(dòng)；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=3.6V，
由丙圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)I_L=0.3A，
則此時(shí)燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{3.6V}{0.3A}$=12Ω．
（5）燈泡的額定電壓為3.6V，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，電壓表選擇0～15V，但偏轉(zhuǎn)角度太小、誤差較大；
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電源電壓為6V，要使燈泡電壓為3.6V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為6V-3.6V=2.4V，超過(guò)0～3V量程的一半；
故電壓表選0～3V的量程，然后與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，設(shè)計(jì)的電路圖如下圖所示：

故答案為：
（1）0-15；
（2）如上圖所示；
（3）右；
（4）0.3；12．
（5）如上圖所示；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表量程的選擇和連接、滑動(dòng)變阻器的使用以及電路圖的設(shè)計(jì)等，電流表的指針偏角過(guò)小或電壓表的大量程不可用，一般都是把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端．