(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(cè)額定電壓為2.5V小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中,得到部分U和I的數(shù)據(jù)如下表所示:
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 0.13 0.18 0.20 0.21
(1)①該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為
12.5
12.5
Ω,額定功率為
0.5
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(shí),小燈泡燈絲的電阻逐漸
變大
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
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(shí)驗(yàn)器材,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,于是她又設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,同時(shí)找來(lái)了實(shí)驗(yàn)器材并連接了部分實(shí)物電路,其中電源用的是2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)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),按照?qǐng)D甲所示電路圖,幫欣睿將圖乙中的實(shí)物電路圖連接完整;
②閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到
B
B
端(選填“A或B”);實(shí)驗(yàn)中,由于操作不小心等原因,導(dǎo)致電壓表的示數(shù)變?yōu)榱,電流表的示?shù)增大,則電路可能出現(xiàn)的故障是
燈泡短路
燈泡短路

③欣睿想通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上述表格中的每一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性,你認(rèn)為欣睿能做到嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由.
不能;因?yàn)殡娫措妷翰?V,無(wú)法驗(yàn)證最后一組;最小電流無(wú)法達(dá)到0.02A.
不能;因?yàn)殡娫措妷翰?V,無(wú)法驗(yàn)證最后一組;最小電流無(wú)法達(dá)到0.02A.
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(duì)應(yīng)的電流,由歐姆定律可求出燈泡正常發(fā)光時(shí)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(duì)電阻的影響分析原因;
(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),根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流選擇電流表的量程;
②為保護(hù)電路,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)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(yàn)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(duì)應(yīng)的電流I=0.20A;燈泡正常發(fā)光時(shí)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(guò)燈泡的電流I同時(shí)增大,
但△U>△I,由R=
U
I
可知,燈泡電阻變大,這是因?yàn),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(shí)的電流是0.2A,所以電流表選0.6A量程,將滑動(dòng)變阻器、電流表與燈泡串聯(lián),變阻器接上面接線(xiàn)柱,電路圖如圖所示;
②閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到B端;壓表的示數(shù)變?yōu)榱,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(shí),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)變阻最大阻值為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;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(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上述表格中的每一組實(shí)驗(yàn)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(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).
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