Question

14．某同学通过学习了解到：小灯泡常温下和正常工作时的电阻有很大的差别，为了测量一个“6V，6W”的小灯泡在额定电压下的准确电阻值，到实验室借到了一些仪器，规格及数量如下：
a．电流表一只（0～3A，内阻约为0.1Ω）；
b．电压表一只（0～3V，内阻为3kΩ）；
c．灵敏电流计一只（0～100μA，内阻约为100Ω）；
d．电阻箱一个（0～9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）；
e．滑动变阻器R₁（0～5Ω，额定电流为0.6A）；
f． 滑动变阻器R₂（0～10Ω，额定电流为2A）；
g．9v直流电源一个；经预先测量内阻为2Ω；
h．开关、导线若干，待测灯泡一个．
（1）请估算这个小灯泡在常温下的电阻最接近下列哪个数值B
A．0.01Ω         B．1Ω         C．10Ω        D．16Ω
（2）这位同学利用现有器材，结合所学知识，反复调整实验方案，顺利完成了实验．请分析：
①以上器材中应选用a、b、d、f、g、h（填代号）
②在右侧框中画出最终能够完成实验的实验原理图．

Answer 1

分析 （1）根据功率公式可求得灯泡正常工作时的电阻，再根据灯泡电阻随温度的增大而增大的规律分析常温下的电阻大小；
（2）明确实验原理，明确电学实验中需要的基本仪器，再根据额定值确定电压表和电流表，从而确定所需要的仪表；
（3）明确实验原理，注意滑动变阻器的正确接法以及电表的改装等内容，从而设计正确的电路图．

解答 解：（1）灯泡正常发光时，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R=$\frac{36}{6}$Ω=6Ω；
而常温下的电阻略小于额定值时的电阻，故约为1Ω；
（2）根据实验原理可知，该实验需要采用滑动变阻器的分压接法，因此需要滑动变阻器，电路中的最大电流为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{6}$=1A，故滑动变阻器选择f；
需要测量灯泡两端电压，但是所给电压表量程太小，因此需要利用已知内阻的电压表和电阻箱串联，将电压表改装成为量程更大一些的电压表，
因此需要选择仪器b、d；
采用伏安法测电阻，还需要a，g、h   
故答案为：a、b、d、f、g、h
（3）该实验需要安培表外接，采用分压器电路时灯两端电压达不到额定电压，所以必须采用限流器电路，由此可正确画出电路图如下所示：

故答案为：（1）B； （2）a、b、d、f、g、h；（3）如图所示．

点评 本题考查伏安法测电阻的实验，要注意电学实验变化多样，解答的前提是明确实验原理、正确进行仪器选择、掌握安培表内外接法和滑动变阻器的分压、限流接法等． 同时要注意分析题目中每一句话所隐含的信息，如题目中“经预先测量内阻为2Ω”这句话限定了只能采用限流接法．