17.小雨在拆装手电筒时,发现手电筒的灯泡上标有“3.8 V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻,图甲是他所连的实验电路。
(1)经检查发现电路接线有错误,小雨只做了一处改动就闭合开关进行了实验。请在他接错的导线上打上“×”,并改正。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数接近电源电压,则产生此故障的原因可能是。
(3)排除故障后继续实验,小雨移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8 V时,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为Ω。(结果保留一位小数)
(4)若实验中电流表损坏,小明重新设计了如图丙所示的电路图,也测量出了未知电阻$ R_x $的阻值,已知定值电阻$ R_0 $的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关$ S_1 $接a时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为$ I_1 $。
②开关S闭合,开关$ S_1 $接b时,滑动变阻器的滑片(填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不变”),此时电流表的示数为$ I_2 $。
③电阻$ R_x = $(用$ I_1 $、$ I_2 $和$ R_0 $表示)。

解：
(1) 在滑动变阻器连接下方任意一个接线柱的导线上打上“×”，将该导线改接到滑动变阻器上方的任意一个接线柱上，使滑动变阻器满足“一上一下”的正确接线要求。
(2) 小灯泡断路（或灯丝断了、灯泡与灯座接触不良）
(3) 12.7
(4) ②保持不变
③ $\dfrac{I_1 R_0}{I_2}$

五、综合应用题(第18小题8分,第19小题9分,共17分)
18. 如图所示,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6 A,电压表的测量范围为0~3 V,$R_1 = 45\ \Omega$,$R_2 = 10\ \Omega$,滑动变阻器$R$的规格为“40 Ω 1 A”。当闭合开关$S_1$,断开开关$S_2$、$S_3$时,电流表示数为0.2 A。
(1)求电源电压。
(2)闭合开关$S_1$、$S_2$、$S_3$,在不损坏电路的情况下,求滑动变阻器连入电路的阻值范围。
(3)闭合开关$S_2$,断开开关$S_1$、$S_3$,在不损坏电路的情况下,求滑动变阻器连入电路的阻值范围。

解：
(1) 当闭合开关$ S_1 $，断开开关$ S_2 $、$ S_3 $时，电路为$ R_1 $的简单电路，
由欧姆定律$ I = \frac{U}{R} $得电源电压：
$ U = I R_1 = 0.2\ \mathrm{A} × 45\ \Omega = 9\ \mathrm{V} $
(2) 闭合开关$ S_1 $、$ S_2 $、$ S_3 $时，$ R_2 $被$ S_3 $短路，$ R_1 $与滑动变阻器$ R $并联，电流表测干路电流。
并联电路各支路电压等于电源电压，通过$ R_1 $的电流：
$ I_1 = \frac{U}{R_1} = \frac{9\ \mathrm{V}}{45\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A} $
电流表量程为0~0.6A，干路允许的最大电流$ I_{\mathrm{总max}} = 0.6\ \mathrm{A} $，
则通过滑动变阻器的最大电流：
$ I_{R\mathrm{max}} = I_{\mathrm{总max}} - I_1 = 0.6\ \mathrm{A} - 0.2\ \mathrm{A} = 0.4\ \mathrm{A} $
$ 0.4\ \mathrm{A} ＜ 1\ \mathrm{A} $，符合滑动变阻器的电流限制。
滑动变阻器接入电路的最小阻值：
$ R_{\mathrm{小}} = \frac{U}{I_{R\mathrm{max}}} = \frac{9\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 22.5\ \Omega $
滑动变阻器接入的最大阻值为自身标称最大值40Ω，因此滑动变阻器连入电路的阻值范围为：
$ 22.5\ \Omega ≤ R ≤ 40\ \Omega $
(3) 闭合开关$ S_2 $，断开开关$ S_1 $、$ S_3 $时，$ R_2 $与滑动变阻器$ R $串联，电压表测$ R_2 $两端电压，电流表测电路电流。
电压表量程为0~3V，$ R_2 $两端允许的最大电压$ U_{2\mathrm{max}} = 3\ \mathrm{V} $，
电路允许的最大电流：
$ I_{\mathrm{max}}' = \frac{U_{2\mathrm{max}}}{R_2} = \frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $
$ 0.3\ \mathrm{A} ＜ 0.6\ \mathrm{A} $且$ 0.3\ \mathrm{A} ＜ 1\ \mathrm{A} $，符合电流表和滑动变阻器的电流限制。
此时电路总最小电阻：
$ R_{\mathrm{总小}} = \frac{U}{I_{\mathrm{max}}'} = \frac{9\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega $
滑动变阻器接入的最小阻值：
$ R_{\mathrm{小}}' = R_{\mathrm{总小}} - R_2 = 30\ \Omega - 10\ \Omega = 20\ \Omega $
滑动变阻器接入的最大阻值为自身标称最大值40Ω，因此滑动变阻器连入电路的阻值范围为：
$ 20\ \Omega ≤ R ≤ 40\ \Omega $
答：(1) 电源电压为9V；(2) 滑动变阻器连入电路的阻值范围是$ 22.5\ \Omega ∼ 40\ \Omega $；(3) 滑动变阻器连入电路的阻值范围是$ 20\ \Omega ∼ 40\ \Omega $。