Question

【题目】一位同学想要测量额定电压为U的小灯泡正常工作时的电阻，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器一个、定值电阻R0（阻值已知）一个、电流表一块、开关三个、导线若干。

（1）要求实验中不拆改电路，通过开关的控制实现电路变化，利用滑动变阻器保护用电器。如图所示是某同学连接的部分电路，请你再添加两根导线以实现上述测量的要求

（2）完善下列实验步骤。

①闭合开关S1和S2，断开开关S3，调节滑动变阻器，使电流表的示数I1为 ；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变， ，读出电流表的示数为I2；

③用R0、I1、I2表示RL, RL= 。

Answer 1

【答案】

（1）如下图所示：

（2）①②闭合开关S1和S3，断开开关S2；③

【解析】

本题考查单安法测电阻。

在此种情况下，改变开关的状态，电路连接方式不改变，电流表测定范围改变，从而得到两个电流值，分别用于得到待测电阻的电压和待测电阻的电流，最终根据算得待测电阻的阻值。另外，本题测定的是小灯泡正常发光时的电阻，需要利用电流表和定值电阻，调节滑动变阻器使灯泡正常发光，使其两端的电压为U。据此分析，电路连接方式如下：

闭合开关S1和S2，此时已知电阻和待测电阻的灯泡并联后与滑动变阻器串联，电流表测的是已知电阻的电流。为了使灯泡正常发光，需要调节滑动变阻器使灯泡两端电压为U，即已知电阻的电压为U，所以应调节至电流表示数为为止，记为。已知电阻和待测电阻的电压相等，为；

闭合开关S1和S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时电路连接方式不变，仍为已知电阻和待测电阻的灯泡并联后与滑动变阻器串联，但电流表此时测的是已知电阻和待测电阻的灯泡并联后的总电流，记为。已知电阻的电流不变仍为，所以待测电阻的灯泡的电流为，电压不变，仍为；

根据可得，。

故答案为：①；②闭合开关S1和S3，断开开关S2；③