Question

13．楠楠同學(xué)從一份資料中獲悉，某大學(xué)物理系的同學(xué)在測定額定電壓為2.5V小燈泡的電阻的實驗中，得到部分U和I的數(shù)據(jù)如表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
U/V	0.20	0.80	1.40	2.00	2.50	3.00
I/A	0.02	0.08	0.14	0.18	0.20	0.21

（1）從材料中可知，該小燈泡的額定電流為0.20A，正常發(fā)光時的電阻為12.5Ω．
（2）楠楠還想通過實驗來驗證上述表格中的每一組數(shù)據(jù)是否正確，于是她又設(shè)計了如圖甲所示的電路圖，同時找來了實驗器材并連接了部分實物電路，其中電源用的是2節(jié)新干電池，滑動變阻器的電阻可在0～50Ω內(nèi)調(diào)節(jié)．
①請你用筆畫線代替導(dǎo)線，按照如圖所示電路圖，在答題卡中幫楠楠將圖乙中的實物電路連接完整；
②實驗中，由于操作不小心等原因，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)變?yōu)榱悖�電流表的示�?shù)增大，則電路可能出現(xiàn)的故障是小燈泡短路．
③楠楠想通過這個實驗來驗證上述表格中的每一組實驗數(shù)據(jù)的正確性，你認(rèn)為楠楠能做到嗎？請簡要說明理由．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)可知，額定電壓為2.5V時所對應(yīng)的電流，由歐姆定律可求得燈泡的電阻；
（2）①滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，根據(jù)小燈泡的額定電流選擇電流表的量程，且串聯(lián)在電路中；
②若電壓表示數(shù)為零，電流表示數(shù)增大，則可能為與電壓表并聯(lián)部分短路；
③結(jié)合表中的第1組和最后一組數(shù)據(jù)，或分析依據(jù)現(xiàn)有的器材能否驗證表格中的數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）由題意知，小燈泡的額定電壓為2.5V，由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓為2.50V時，電流為0.20A；小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（2）①由電路圖可知，電流表、燈泡及滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)，由表可知，燈泡正常發(fā)光時的電流是0.2A，所以電流表選擇0～0.6A量程，滑動變阻器要按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，故只需將滑動變阻器接上面任一接線柱與燈泡右接線柱連接，如圖所示：

②電壓表示數(shù)為零，說明燈泡兩端無電壓，而電流表的示數(shù)增大，說明電路連通，且電阻變小，說明與電壓表并聯(lián)部分應(yīng)發(fā)生短路，即小燈泡短路．
③已知電源電壓U=3V，由第1組數(shù)據(jù)可知，電流為0.02A時，計算可知電路的總電阻應(yīng)達(dá)到R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.02A}$=150Ω，滑動變阻最大阻值為50Ω，而燈泡電阻只有達(dá)到100Ω時電路中的電流才可能為0.02A，這是不可能達(dá)到的；由第6組數(shù)據(jù)可知，電壓應(yīng)達(dá)到3V，而兩節(jié)新干電池的電壓最大為3V，故很難保證燈泡兩端的電壓也達(dá)到3V；所以楠楠不能通過這個實驗來驗證上述表格中的每一組實驗數(shù)據(jù)的正確性．
故答案為：（1）0.20；12.5；（2）①如上圖；②小燈泡短路；③不能；最小電流達(dá)不到0.02A，燈兩端的電壓也達(dá)不到3V．

點(diǎn)評 本題考查了電表的讀數(shù)、電阻的計算、實物圖的連接、電路故障的分析與判斷以及對實驗數(shù)據(jù)的分析與論證，涉及到的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，尤其是電路故障的分析和數(shù)據(jù)的論證是此題的難點(diǎn)．