Question

【題目】小明利用電壓表和阻值為R0的定值電阻，測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻RL ． 他選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示．

（1）為了測(cè)量出RL的阻值，請(qǐng)只添加一條導(dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接；

（______）

（2）請(qǐng)把小明的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：

①斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S1、S3 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使________；保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，斷開開關(guān)S3、閉合開關(guān)S2 ， 記錄電壓表的示數(shù)為U；

②請(qǐng)用R0及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示出RL ． RL=________．

Answer 1

【答案】 電壓表的示數(shù)為2.5V R0

【解析】

（1）當(dāng)燈泡電壓等于額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光，要測(cè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，首先知道應(yīng)用電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓、用電流表測(cè)燈泡中的電流，由圖可知：只有電壓表，沒有電流表，則要借助已知定值電阻求得燈泡的電流，那么為了讓燈泡和定值電阻的電流相同，則應(yīng)采取串聯(lián)的方式，電壓表應(yīng)先測(cè)量燈泡兩端的電壓，使燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓值，然后再直接或間接測(cè)出定值電阻的兩端的電壓，據(jù)此分析完成實(shí)驗(yàn)電路．

（2）因?yàn)橐獪y(cè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，則實(shí)驗(yàn)時(shí)首先應(yīng)讓燈泡電壓等于額定電壓時(shí)，即應(yīng)讓電壓表先測(cè)燈泡兩端的電壓且移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓．然后在保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變的條件下，再用電壓表測(cè)出定值電阻兩端的電壓．最后可根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出RL的表達(dá)式．

(1)經(jīng)分析可知,電壓表應(yīng)先測(cè)量燈泡兩端的電壓,使燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓值,然后再測(cè)量定值電阻和R0兩端的電壓之和，如下圖所示：

(2)①斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1、S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，為了使燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓值，所以使電壓表的示數(shù)為2.5V；

保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,斷開開關(guān)S3,閉合開關(guān)S2，記錄電壓表的示數(shù)為U；

②因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，定值電阻兩端的電壓：

U0＝UUL＝U2.5V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I＝,即，

解得：RL＝.