Question

利用圖所示的器材，既可以測量導體的電阻也可以測量小燈泡的額定功率．   
（1）請你說出在這兩個實驗中，滑動變阻器作用的相同之處和不同之處；
（2）現想測量阻值約是10Ω的導體的電阻，請用筆畫線表示導線，將圖中沒有連接的器材連接起來；
（3）小紅想利用這些器材，依據圖所示的電路，測定“220V  50W”白熾燈泡的阻值．但在具體的測量過程中，她發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，兩電表的示數均沒有什么變化．經檢查各器材完好，電路連接也沒有錯誤．請你通過計算，分析說明小紅的想法是不可行的．

Answer 1

分析：（1）伏安法測電阻和測功率的實驗中，滑動變阻器能保護電路和改變電流的作用．
不同之處：伏安法測電阻實驗中，滑動變阻器多次改變電阻的電壓和電流，完成多次測量，求電阻平均值減小誤差．
伏安法測燈泡功率的實驗中，滑動變阻器改變燈泡兩端的電壓為額定電壓，使燈泡正常工作．
（2）電壓表量程由電源電壓來確定，電流表量程由電源電壓和電路最小電阻來確定．
電壓表與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，注意正負接線柱．
滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯在電路中．
（3）計算燈泡電阻，由電源電壓和燈泡電阻計算電路電流，電流很小，在電流表上無法顯示電流值，無法測量．

解答：解：（1）相同之處：伏安法測電阻或測燈泡額定功率時，閉合開關前，滑片處于最大阻值處，電路電流最小，對電路起保護作用．
實驗過程中，移動滑動變阻器滑片，改變電路電阻，改變電路中電流的大小．
不同之處：伏安法測電阻的實驗中，不斷改變電阻兩端的電壓，完成多次測量．
伏安法測燈泡額定功率的實驗中，移動滑片，使燈泡兩端電壓達到額定電壓．
（2）電源電壓為6V，電壓表選擇0～15V量程．
電路最大電流為：I=

U

R

=

6V

10Ω

=0.6A，電流表選擇0～0.6A量程．
電壓表與電阻并聯，電流表與電阻串聯．
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器已經選定下面接線柱，任意選擇上面一個接線柱，串聯在電路中，如圖．
 
（3）由P=

U2

R

可知，燈泡的電阻為：R_L=

U 2 額

P額

=

(220V)2

50W

=968Ω．
電路最大電流：I_最大=

U

RL

=

6V

968Ω

=0.006A．
電路最大電流，小于電流表的最小分度值，無法準確從電流表上讀出測量數據，所以小紅的想法不行．
故答案為：（1）相同之處：都可以保護電路和改變電路中的電流的大小；
不同之處：測電阻時，可以通過調節變阻器進行多次測量求平均值；
測額定功率時，可以通過調節變阻器使燈泡兩端的電壓達到額定電壓；
（2）如圖所示；
（3）燈泡的電阻為：R_L=

U 2 額

P額

=

(220V)2

50W

=968Ω，
電路最大電流：I_最大=

U

RL

=

6V

968Ω

=0.006A，
由以上計算數據可以看出，電路中最大電流小于電流表的最小分度值0.02A，無法準確從電流表讀出測量數據，所以小紅的想法不可行．

點評：（1）電學中伏安法測電阻、測功率、探究電流跟電壓和電阻關系的實驗中，器材大致相同，實驗中各器材的用途有相同之處，也有不同之處，放在一起對比記憶，印象深刻．
（2）被測電阻很大時，用普通的電流表無法直接測量電流，用已知電阻和被測電阻串聯，利用串聯電路電流相等，求得已知電阻的電流，即被測電阻的電流．