Question

如圖甲所示是“伏安法測小燈泡電阻”的電路圖，連接實物圖時，電流表、電壓表均接低量程．

（1）此實驗的實驗原理是________；
（2）組裝好實物電路，閉合開關后發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，你認為電路故障原因不可能是________
A．燈泡沒有旋進燈座
B．開關接觸不良
C．燈泡的燈絲斷了
D．電流表被短路
（3）排除故障后，閉合開關并調節(jié)滑動變阻器的滑片，此時電壓表的示數如圖乙所示，則燈泡兩端的電壓為________V，如果此時電流表的讀數是0.16A，則電阻是________Ω．（不考慮溫度對電阻的影響）
（4）現(xiàn)有如下實驗器材：電壓恒定的電源一個（電壓未知），定值電阻R₀一個（阻值已知），待測燈泡R_x一個，滑動變阻器一個，量程合適的電流表一只，單刀開關兩個，導線若干．請你在給出的器材中選擇一種進行組合，測出燈泡電阻R_x的值．要求畫出電路圖，寫出實驗器材、實驗步驟和R_x的代數式．

Answer 1

解：（1）伏安法測小燈泡電阻的原理：R=；
（2）燈泡沒有旋進燈座、開關接觸不良、燈泡的燈絲斷了都屬于斷路，電路中無電流，所以燈泡不亮；而電流表被短路時，電路中有電流，燈泡與發(fā)光，與題意不符；故不可能．
（3）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，所以燈泡兩端的電壓為0.8V；
此時燈泡的電阻為：R===5Ω．
（4）本問有多種答案，現(xiàn)給出一種供參考
定值電阻R₀和未知電阻R_x并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，電路圖如圖所示．

器材：電源、定值電阻R₀、待測燈泡R_x、電流表、開關一個、導線若干．
實驗步驟：①將電流表與定值電阻R₀串聯(lián)，測出通過R₀的電流，記為I₁；
②將電流表換為與待測電阻R_x串聯(lián)，測出通過R_x的電流，記為I₂；
R_x的表達式：R_x=R₀．
故答案為：（1）R=；（2）D；（3）0.8；5；（4）如上．
分析：（1）用電壓表測出燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過的電流，根據R=求出燈泡的電阻．
（2）組裝好實物電路，閉合開關燈泡不亮，要么燈泡短路、要么電路斷路，根據選項具體分析．
（3）根據電壓表的量程和分度值，讀出電壓表的示數；根據歐姆定律求出此時燈泡的電阻．
（4）根據R=可知，要測定未知電阻R_X的阻值，必須測出未知電阻兩端的電壓和通過的電流；在只有電流表，無電壓表時，根據并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等可知，只要測出定值電阻通過的電流，由歐姆定律求出兩端的電壓和測出通過未知電阻的電流即可．
點評：本題考查了伏安法測電阻的實驗原理和實驗的設計，以及電壓表的讀數、電路故障的判斷和歐姆定律的計算；關鍵是根據實驗原理靈活的利用電流表設計實驗方案．是要難度較大的習題．