题目内容

楠楠同学在资料上看到了一份材料，某大学物理系的同学在测定额定电压为2.5V小灯泡的电阻的实验中，得到部分U和I的数据如下表所示：
实验次数 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）从材料中可知，该小灯泡正常发光时的电阻为Ω，额定电功率为W．
（2）楠楠还想利用初中的物理实验器材，通过实验来验证上述表格中的每一组数据是否正确，于是她又设计了如图甲所示的电路图，同时找来了实验器材并连接了部分实物电路，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的电阻可在0～50Ω内调节．

①请你用笔画线代替导线，按照图8甲所示电路图，帮楠楠将图乙中的实物电路图连接完整；
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到端（选填“A或B”）；实验中，由于操作不小心等原因，导致无论怎么移动滑片，发现灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表几乎无示数，则电路可能出现的故障是（写出一种即可）．
③楠楠通过这个实验来验证上述表格中的每一组实验数据的正确性，你认为楠楠能做到吗？请简要说明理由．__．

解：（1）由表知，灯泡额定电压U=2.50V对应的电流I=0.20A；灯泡正常发光时的电阻R= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =12.5Ω；
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
故答案为：12.5；0.5．
（2）①由表知，灯泡正常发光时的电流是0.2A，所以电流表选0.6A量程，将滑动变阻器、电流表与灯泡串联，变阻器接上面接线柱，电路图如图所示；
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到B端；导致无论怎么移动滑片，发现灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表几乎无示数，则电路可能出现的故障是灯泡断路；
③已知电源电压U=3V，由第1组数据可知，电流为0.02A时，计算可知电路的总电阻应达到R= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =150Ω，滑动变阻最大阻值为50Ω，而灯泡电阻只有达到100Ω时电路中的电流才可能为0.02A，这是不可能达到的；由第6组数据可知，电压应达到3V，而两节新干电池的电压最大为3V，故很难保证灯泡两端的电压也达到3V；所以楠楠不能通过这个实验来验证上述表格中的每一组实验数据的正确性．
故答案为：①电路图如图所示；②B；灯泡断路；③不能，电源电压才3V，无法验证最后一组；最小电流无法达到0.02A．
分析：（1）灯泡在额定电压下正常发光，由表找出额定电压对应的电流，由欧姆定律可求出灯泡正常发光时的电阻；
由公式P=UI可求出灯泡的额定功率；
（2）①在连接电路时，滑动变阻器、电流表应与灯泡串联，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表的量程；
②为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值，根据电路图判断滑片的位置；
灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外电路断路；电流表几乎无示数，电路电流很小，电路电阻太大；
电压表由示数，说明电压表与电源两端相连，电压表之外电路不存在断路；综合分析可知，灯泡断路，电压表直接串联在电路中；
③结合表中的第1组和最后一组数据，或分析依据现有的器材能否验证表格中的数据．
点评：（1）主要考查了对额定电压、额定电流的理解，以及欧姆定律的简单计算；
（2）考查了电路实物图的连接，电路故障的分析与判断，以及对实验数据的分析与论证．尤其是电路故障的分析和数据的论证是此题的难点．