《2025年一本同步训练九年级物理全一册沪科版重庆专版》

2.小明和小亮同学做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验。被测小灯泡正常发光时的电压为3.8V,电阻约为10Ω。实验器材有电源(电压为6V),电压表一个(量程0~3V,0~15V),电流表一个(量程0~0.6A,0~3A),开关一个,导线若干,滑动变阻器三个:$R_{1}$(5Ω 0.5A)、$R_{2}$(20Ω 0.5A)、$R_{3}$(500Ω 1A)。他们设计的电路如图甲所示。

(1)电压表应选大(选填“大”或“小”)量程,滑动变阻器应选用$R_{2}$(选填“$R_{1}$”“$R_{2}$”或“$R_{3}$”)。
(2)如图乙所示,连接电路时发现电压表0~15V量程已损坏,0~3V量程完好。小明灵机一动想到一种方案进行实验,他的操作是把电压表并联在滑动变阻器两端,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V。
(3)*此时认为小灯泡正常发光,读出电流表的示数,计算出小灯泡的电阻。由于电流表有一定的电阻,在电路中也会分得少许电压,则测量的电阻会比小灯泡此时发光状态下的实际电阻偏大。
变式 在上一空中,测量的电阻会比小灯泡正常发光状态下的实际电阻偏大。

答案： 1. （1）
因为小灯泡正常发光时电压$U_{L}=3.8V$，$3V\lt3.8V\lt15V$，所以电压表应选大量程。
由欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，小灯泡正常发光时电流$I=\frac{U_{L}}{R_{L}}=\frac{3.8V}{10\Omega}=0.38A$。
根据串联电路电压特点$U = U_{L}+U_{滑}$，滑动变阻器两端电压$U_{滑}=U - U_{L}=6V - 3.8V = 2.2V$，再由$R=\frac{U}{I}$，可得滑动变阻器接入电阻$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{2.2V}{0.38A}\approx5.8\Omega$，$R_{1}$（$5\Omega\ 0.5A$）阻值不够，$R_{3}$（$500\Omega\ 1A$）阻值太大，所以滑动变阻器应选用$R_{2}$。
答案：大；$R_{2}$。
2. （2）
因为电压表$0 - 15V$量程损坏，$0 - 3V$量程完好，根据串联电路电压特点$U = U_{L}+U_{滑}$，$U_{滑}=U - U_{L}=6V - 3.8V = 2.2V$，所以他的操作是把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑动变阻器，使电压表的示数为$2.2V$。
答案：把电压表并联在滑动变阻器两端；$2.2$。
3. （3）
解：根据$R=\frac{U}{I}$，测量时$U = U_{L测}=U_{L实}+U_{A}$（$U_{A}$为电流表两端电压），即$U_{L测}\gt U_{L实}$，$I$为测量电流（等于实际电流），由$R=\frac{U}{I}$，$R_{测}=\frac{U_{L测}}{I}$，$R_{实}=\frac{U_{L实}}{I}$，因为$U_{L测}\gt U_{L实}$，所以$R_{测}\gt R_{实}$，测量的电阻会比小灯泡此时发光状态下的实际电阻偏大。
变式：大。
综上，答案依次为：（1）大；$R_{2}$；（2）把电压表并联在滑动变阻器两端；$2.2$；（3）大；变式：大。