Question

（2012?株洲模擬）欣睿同學(xué)在資料上看到了一份材料，某物理興趣小組的同學(xué)在測額定電壓為2.5V小燈泡的電功率的實驗中，得到部分U和I的數(shù)據(jù)如下表所示：

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	0.13	0.18	0.20	0.21

（1）①該小燈泡正常發(fā)光時的電阻為

12.5

Ω，額定功率為

0.5

w，②欣睿根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓的增大時，小燈泡燈絲的電阻逐漸

變大

（選填“變大”或“變小”），從物理學(xué)角度分析，造成這一現(xiàn)象的原因是

導(dǎo)體電阻隨溫度的升高而變大

（2）欣睿想利用初中的物理實驗器材，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，按照圖甲所示電路圖，幫欣睿將圖乙中的實物電路圖連接完整；
②閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到

B

端（選填“A或B”）；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

燈泡短路

．
③欣睿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)為欣睿能做到嗎？請簡要說明理由．

不能；因為電源電壓才3V，無法驗證最后一組；最小電流無法達(dá)到0.02A．

．

Answer 1

分析：（1）①燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，由表中數(shù)據(jù)找出額定電壓對應(yīng)的電流，由歐姆定律可求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；
由公式P=UI可求出燈泡的額定功率；②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由歐姆定律判斷燈泡電阻如何變化，從溫度對電阻的影響分析原因；
（2）①在連接電路時，滑動變阻器、電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流選擇電流表的量程；
②為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值，根據(jù)電路圖判斷滑片的位置；
如果燈泡短路，電壓表示數(shù)為零，電路電阻變小，電路電流變大，電流表示數(shù)變大；
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）①由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓U=2.50V對應(yīng)的電流I=0.20A；燈泡正常發(fā)光時的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω；
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；②由表中數(shù)據(jù)可知，隨燈泡電壓U增大，流過燈泡的電流I同時增大，
但△U＞△I，由R=

U

I

可知，燈泡電阻變大，這是因為，燈泡電阻受溫度的影響，燈泡電阻隨溫度的增大而增大；
故答案為：12.5；0.5；變大；導(dǎo)體電阻隨溫度的升高而變大．
（2）①由表知，燈泡正常發(fā)光時的電流是0.2A，所以電流表選0.6A量程，將滑動變阻器、電流表與燈泡串聯(lián)，變阻器接上面接線柱，電路圖如圖所示；
②閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到B端；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=

U

I

=

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電路圖如圖所示；②B；燈泡斷路；③不能，電源電壓才3V，無法驗證最后一組；最小電流無法達(dá)到0.02A．

點(diǎn)評：（1）主要考查了對額定電壓、額定電流的理解，以及歐姆定律的簡單計算；
（2）考查了電路實物圖的連接，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．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)．