Question

2．小明在拆裝手電筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡上標(biāo)有“0.3A”的字樣，他想“測(cè)定小燈泡正常工作時(shí)的電阻”（燈泡的電阻大約是10Ω）．
（1）小明已連接了部分電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，在圖甲中將電路連接完整．

（2）小明正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)和燈泡的亮度都同時(shí)變化，但兩電表的示數(shù)總是比較小，燈泡的亮度也較弱．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：電源電壓過(guò)低．
（3）解決上述問(wèn)題后，為測(cè)出小燈泡正常時(shí)工作的電阻，還需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟是：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為0.3A，此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常工作時(shí)的電阻大小約為8.3Ω（保留一位小數(shù)）．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，小明提出一個(gè)探究設(shè)想：利用上述實(shí)驗(yàn)器材來(lái)探究“并聯(lián)電路中干路電流與各支路電流有什么關(guān)系”．
①請(qǐng)幫他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，將電路圖畫(huà)在圖丙的虛線框中．
②在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器不但可以改變電路中的電流，它還是電路中的一個(gè)電阻，但在移動(dòng)滑片時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：觀察電流表的示數(shù)，通過(guò)的電流不能超出電流表的量程；滑動(dòng)變阻器連入電阻不能為0．

Answer 1

分析 （1）將電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，根據(jù)額定電流確定電流表的量程，滑動(dòng)變阻器要接一上一下；
（2）燈泡亮度較弱，說(shuō)明電路電流太小，從I=$\frac{U}{R}$考慮，可能是電壓太低，可能是電阻太大．
但是滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)過(guò)程中，兩表和燈泡亮度變化比較小，不是電阻大的原因．
（3）根據(jù)題意，要使燈泡正常發(fā)光，需使燈泡的電流等于其額定電流；
根據(jù)圖乙讀出電壓表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出小燈泡的電阻；
（4）探究并聯(lián)電路中，干路電流與各支路電流關(guān)系時(shí)，必須設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路．
燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器是可變電阻，移動(dòng)滑片，改變支路電流，觀察干路電流變化，滑動(dòng)變阻器在移動(dòng)滑片過(guò)程中不能阻值為0．

解答 解：（1）將電流表與燈泡串聯(lián)，燈泡的額定電流為0.3A，可選擇0～0.6A的量程；
由題意知，燈泡兩端的額定電壓大約為：U=IR=0.3A×10Ω=3V，所以電壓表可選擇0～3V的量程；
滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，已接了下面一個(gè)接線柱，可再接上面任意一個(gè)接線柱，如圖所示：

（2）燈泡亮度較弱，電流太�。�根據(jù)I=$\frac{U}{R}$知，電流小，可能電壓小或電阻太大．
移動(dòng)滑片過(guò)程中，電阻變化較大，兩表和燈泡亮度變化不大，可見(jiàn)原因是電源電壓太低．
（3）由題意知，燈泡的額定電流為0.3A，所以要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為0.3A；
電壓表選小量程，由圖乙知，電壓表的示數(shù)為2.5V，所以小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）①要探究并聯(lián)電路干路電流與各支路電流關(guān)系時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器組成并聯(lián)電路，電流表在干路上，開(kāi)關(guān)接在燈泡的支路上．如圖．

閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，滑動(dòng)變阻器電壓不變，電阻變化，電流變化，燈泡支路電流不變，觀察干路電流表變化情況．
保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器支路電流不變，燈泡支路減小為零，觀察干路電流表變化情況．
②實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器不但可以改變電路中的電流，它還是電路中的一個(gè)電阻，移動(dòng)滑片過(guò)程中，觀察電流表的示數(shù)，通過(guò)的電流不能超出電流表的量程；注意滑動(dòng)變阻器連入電阻不能為0，如果為0，電路短路，損壞電流表、電源等．
故答案為：
（1）見(jiàn)上圖；
（2）電源電壓過(guò)低；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為0.3A；8.3；
（4）①如圖所示；②觀察電流表的示數(shù)，通過(guò)的電流不能超出電流表的量程；滑動(dòng)變阻器連入電阻不能為0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表和電流表的正確使用、電路故障分析、歐姆定律的應(yīng)用、設(shè)計(jì)探究并聯(lián)電路干路電流和支路電流關(guān)系等，其中，設(shè)計(jì)電路是本題的難點(diǎn)．