Question

張楠同學(xué)看到了一份某大學(xué)物理系同學(xué)在測(cè)定額定電壓為2.5V燈泡電阻的材料，得到了如下表所示的數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)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(shí)的電阻為

12.5Ω

．
（2）張楠同學(xué)還想通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上述表格中的每一組數(shù)據(jù)是否正確，他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖，同時(shí)找來(lái)實(shí)驗(yàn)器材，其中電源是兩節(jié)新干電池，滑動(dòng)變阻器的電阻可在0---50Ω內(nèi)調(diào)節(jié)．

①請(qǐng)你將圖甲中的實(shí)物電路按電路圖連接完整；
②當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如上圖乙所示，說(shuō)明開(kāi)關(guān)閉合前沒(méi)有將滑動(dòng)變阻器的滑片移到

最大阻值處

；實(shí)驗(yàn)中，由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致電壓表示數(shù)變?yōu)榱悖�電流表示�?shù)增大，則電路中可能出現(xiàn)的故障是

燈泡短路

③你認(rèn)為張楠能驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性嗎？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：

不能，電源電壓才3V，無(wú)法驗(yàn)證最后一組；最小電流無(wú)法達(dá)到0.02A

．

Answer 1

分析：（1）額定電流就是在額定電壓下的電流，可以從表格中直接讀出，電阻可通過(guò)公式R=

U

I

計(jì)算得出；
（2）①在連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器、電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，并注意接線柱的位置；
②圖乙中電流表的示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的滑片未置于最大阻值處；電壓表與燈泡并聯(lián)，其示數(shù)為零，說(shuō)明燈泡兩端無(wú)電壓，電流表示數(shù)增大，說(shuō)明電流電路是通的，因此，只能是燈泡短路；
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(yàn)證表格中的數(shù)據(jù)．

解答：解：（1）讀表格可知，燈泡的額定電流為額定電壓2.5V時(shí)的電流，即0.2A；此時(shí)燈泡工作的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω；
（2）①如圖，將滑動(dòng)變阻器、電流表與燈泡串聯(lián)，變阻器選左上接線柱，電流表選0.6A；

②電源電壓最大為3V，而圖乙中的示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的滑片未置于最大阻值處；電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明燈泡兩端無(wú)電壓，而電流表的示數(shù)增大，說(shuō)明電路連通，且電阻變小，因此可斷定，燈泡短路了；
③讀第1組數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電流為0.02A時(shí)，電源電壓為3V，計(jì)算可知電路的總電阻應(yīng)達(dá)到R=

U

I

=

3V

0.02A

=150Ω，滑動(dòng)變阻器最大可達(dá)50Ω，而燈泡電阻只有達(dá)到100Ω時(shí)電路中的電流才可能為0.02A，這是不可能達(dá)到的；讀第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．
故答案為：（1）0.2A；12.5Ω；
（2）①如圖；
②阻值最大處（左端）；燈泡短路；
③不能，電源電壓才3V，無(wú)法驗(yàn)證最后一組；最小電流無(wú)法達(dá)到0.02A．

點(diǎn)評(píng)：（1）主要考查了對(duì)額定電壓、額定電流的理解，以及歐姆定律的簡(jiǎn)單計(jì)算；
（2）考查了電路實(shí)物圖的連接，電路故障的分析與判斷，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)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)．