Question

【題目】小明手里有一個(gè)標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡，他想知道小燈泡正常工作時(shí)的電阻，于是從實(shí)驗(yàn)室找來了一塊電壓表，一個(gè)滑動(dòng)變阻器，一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻，一個(gè)電源（電壓保持不變），以及若干導(dǎo)線和開關(guān)。請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出小燈泡正常工作時(shí)的電阻Rx阻值。要求：

（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；

（2）寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和需要測(cè)量的物理量；

（3）寫出Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用已知量和測(cè)量量表示）。

Answer 1

【答案】（1）（2）見解析（3）

【解析】

根據(jù)題中“請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出小燈泡正常工作時(shí)的電阻Rx阻值”可知，本題考查特殊方法測(cè)燈泡的電阻。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)器材畫出電路圖，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，根據(jù)計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻Rx阻值；

（1）由題，沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于3.8V，然后測(cè)出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻Rx阻值；電路圖如下：

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

①按照電路圖連接電路

②閉合開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U額=3.8V

③保持滑片P不動(dòng)，閉合開關(guān)S1和S3，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U

（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，定值電阻R0兩端的電壓：U0＝U﹣U額＝U﹣3.8V，

通過燈泡的電流：，

所以燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻Rx阻值

。