Question

利用图所示的器材，既可以测量导体的电阻也可以测量小灯泡的额定功率．   
（1）请你说出在这两个实验中，滑动变阻器作用的相同之处和不同之处；
（2）现想测量阻值约是10Ω的导体的电阻，请用笔画线表示导线，将图中没有连接的器材连接起来；
（3）小红想利用这些器材，依据图所示的电路，测定“220V  50W”白炽灯泡的阻值．但在具体的测量过程中，她发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，两电表的示数均没有什么变化．经检查各器材完好，电路连接也没有错误．请你通过计算，分析说明小红的想法是不可行的．

Answer 1

分析：（1）伏安法测电阻和测功率的实验中，滑动变阻器能保护电路和改变电流的作用．
不同之处：伏安法测电阻实验中，滑动变阻器多次改变电阻的电压和电流，完成多次测量，求电阻平均值减小误差．
伏安法测灯泡功率的实验中，滑动变阻器改变灯泡两端的电压为额定电压，使灯泡正常工作．
（2）电压表量程由电源电压来确定，电流表量程由电源电压和电路最小电阻来确定．
电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，注意正负接线柱．
滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中．
（3）计算灯泡电阻，由电源电压和灯泡电阻计算电路电流，电流很小，在电流表上无法显示电流值，无法测量．

解答：解：（1）相同之处：伏安法测电阻或测灯泡额定功率时，闭合开关前，滑片处于最大阻值处，电路电流最小，对电路起保护作用．
实验过程中，移动滑动变阻器滑片，改变电路电阻，改变电路中电流的大小．
不同之处：伏安法测电阻的实验中，不断改变电阻两端的电压，完成多次测量．
伏安法测灯泡额定功率的实验中，移动滑片，使灯泡两端电压达到额定电压．
（2）电源电压为6V，电压表选择0～15V量程．
电路最大电流为：I=

U

R

=

6V

10Ω

=0.6A，电流表选择0～0.6A量程．
电压表与电阻并联，电流表与电阻串联．
电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器已经选定下面接线柱，任意选择上面一个接线柱，串联在电路中，如图．
 
（3）由P=

U2

R

可知，灯泡的电阻为：R_L=

U 2 额

P额

=

(220V)2

50W

=968Ω．
电路最大电流：I_最大=

U

RL

=

6V

968Ω

=0.006A．
电路最大电流，小于电流表的最小分度值，无法准确从电流表上读出测量数据，所以小红的想法不行．
故答案为：（1）相同之处：都可以保护电路和改变电路中的电流的大小；
不同之处：测电阻时，可以通过调节变阻器进行多次测量求平均值；
测额定功率时，可以通过调节变阻器使灯泡两端的电压达到额定电压；
（2）如图所示；
（3）灯泡的电阻为：R_L=

U 2 额

P额

=

(220V)2

50W

=968Ω，
电路最大电流：I_最大=

U

RL

=

6V

968Ω

=0.006A，
由以上计算数据可以看出，电路中最大电流小于电流表的最小分度值0.02A，无法准确从电流表读出测量数据，所以小红的想法不可行．

点评：（1）电学中伏安法测电阻、测功率、探究电流跟电压和电阻关系的实验中，器材大致相同，实验中各器材的用途有相同之处，也有不同之处，放在一起对比记忆，印象深刻．
（2）被测电阻很大时，用普通的电流表无法直接测量电流，用已知电阻和被测电阻串联，利用串联电路电流相等，求得已知电阻的电流，即被测电阻的电流．