Question

7．楠楠同學(xué)在資料上看到了一份材料，某大學(xué)物理系的同學(xué)再測定額定電壓為2.5V小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)中，得到部分U和I的數(shù)據(jù)如表所示：

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	0.14	0.18	0.20	0.21

（1）楠楠根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，畫出該小燈泡的電流跟電壓變化的圖象，于是設(shè)計了如圖1所示的坐標(biāo)圖．
①請你幫楠楠在坐標(biāo)圖中畫出該小燈泡的電流跟電壓變化的圖象；
②從材料或圖象中可知，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）楠楠還想利用初中的物理實(shí)驗(yàn)器材，通過實(shí)驗(yàn)來驗(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)計了電路圖，同時找來了實(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，滑動變阻器的電阻可在0～50Ω內(nèi)調(diào)節(jié)．
①根據(jù)你所學(xué)的知識，在方框（圖2）內(nèi)幫楠楠畫出他所設(shè)計的電路圖．
②請用筆畫線代替導(dǎo)線，按照電路圖，幫楠楠將圖3中的實(shí)物電路圖連接完整；
③閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到A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．

Answer 1

分析 （1）①由表中數(shù)據(jù)先將各點(diǎn)描在坐標(biāo)紙上，用平滑的由線相連即可得出電壓與電流的關(guān)系圖象；
②由圖可知額定電壓為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滑動變阻器為限流接入，故應(yīng)分別接下邊和上邊各一接線柱，故應(yīng)接上邊的一個接線柱；同時電流表應(yīng)選0～0.6A量程；
②為保證安全，滑動變阻器應(yīng)全部接入，故可知滑片應(yīng)滑到最大阻值處；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；

解答 解：（1）①由描點(diǎn)法可得出電壓與電流的關(guān)系，如圖1所示：
②由題意知，燈泡的額定電壓為2.5V，由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓為2.5V時，電流為0.20A；由歐姆定律得：
燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.20A}$=12.5Ω；
（2）①燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電流表串聯(lián)接入電路，設(shè)計電路圖如圖2所示；
②由原理圖可知，電流表、燈泡及滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)，滑動變阻器接上面任一接線柱，電流表取0～0.6A量程；如圖3：
③為保證安全，應(yīng)將滑動變阻器全部電阻接入，即滑動變阻器滑片應(yīng)滑到A側(cè)；
因電流表示數(shù)增大，說明電路中電阻減小，而電壓表示數(shù)為零，說明與電壓表并聯(lián)部分應(yīng)發(fā)生短路，即燈泡短路．
故答案為：（1）①如圖所示；②0.20，12.5；
（2）①答案如圖2；②如圖3；③A，燈泡短路．

點(diǎn)評 本題考查了坐標(biāo)圖的畫法及實(shí)物圖的連接，要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及作圖的方法作圖；同時應(yīng)注意結(jié)合物理規(guī)律分析故障及誤差．