Question

为了测定额定电压为2.5V小灯泡发光时的电阻，小明同学设计了如图甲所示的实验电路，图中R为已知电阻．
（1）请按照电路图连接实物电路．

（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表V₁，无示数，V₂有示数，则电路出现故障的原因是______．
（3）排除故障后，再闭合开关，看到小灯泡发光很暗，要想测出小灯泡正常发光时灯丝的电阻，应把滑动变阻器的滑片向______端移动（填“左”或“右”），使电压表V₁的示数U₁=______V．若此时电压表V₂的示数如图乙所示，则U₂=______，小灯泡的电阻R₁=______．

Answer

（1）从电源正极开始，按照电流方向，依次经各元件，到电源负极．
把电压表V1并联在灯泡两端，V2并联在R两端．
注意电压表和电流表的量程和正负接线柱．
滑动变阻器选择一上一下接线柱，注意滑动变阻器接入电路的部分与电路图相符．
（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电压表V1串联在电路中，其它元件都相当于导线，电压表V1测量电源电压，电压表V1有示数．电压表V2测量导线电压，示数为0．
灯泡短路时，电压表V1测量导线电压，示数为0．电压表V2测量R两端的电压，有示数．
灯泡以外的地方断路，如果R断路，电压表V2串联在电路中，其它元件都相当于导线，电压表V2测量电源电压，电压表V2有示数．电压表V1测量导线电压，示数为0．
（3）灯泡很暗，灯泡中的电流较小，要想使灯泡正常发光，灯泡电流要增大，电路电阻要减小．
电压表V1测灯泡两端电压，电压表V1示数为2.5V时，灯泡正常发光．
电压表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
根据串联电路中电流相等，灯泡电流与R的电流相等，求得灯泡正常发光时的电阻．
【解析】
（1）电压表V1测灯泡电压，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表V1选择0～3V量程．
电压表V2测已知电阻R的电压，电压无法确定，所以电压表V2选择0～15V大量程．
电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器和电路图接入的部分相对应，都接左半段，接左下端接线柱，上面任意选择．
从电源正极出发，按照电流方向依次串联滑动变阻器、定值电阻、灯泡、开关到电源负极．把电压表V1并联在灯泡两端，V2并联在R两端．如图．

（2）灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路断路．
电压表V2有示数，说明灯泡短路，电压表V1测导线电压，示数为0．
（3）灯泡发光很暗，电路电流太小，要使灯泡正常发光，要增大电路电流，减小电路总电阻，减小滑动变阻器连入电路的电阻，滑动变阻器接入左半段，所以滑片左移．
当电压表V1示数为灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常工作．
电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2V，
R的电流为：I==
因为灯泡与R串联，所以灯泡电流为：I=I，
所以灯泡正常发光时的电阻为：R1===1.25R．
故答案为：（1）如图；（2）灯泡短路；（3）左；2.5；2V；1.25R．