《2025年新课程初中物理同步训练九年级全一册沪科版重庆专版》

5. 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正常发光电压为 $ 2.5 \mathrm{V} $ 灯泡的电阻的实验中,得到部分 $ U $ 和 $ I $ 的数据见下表。
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| $ U / \mathrm{V} $ | $ 0.20 $ | $ 0.80 $ | $ 1.40 $ | $ 2.00 $ | $ 2.50 $ | $ 3.00 $ |
| $ I / \mathrm{A} $ | $ 0.02 $ | $ 0.08 $ | $ 0.14 $ | $ 0.18 $ | $ 0.20 $ | $ 0.21 $ |
(1)楠楠想根据表中的数据,画出该小灯泡的电流随电压变化的图像,于是她设计了如图 $ 16 - 20 $ 所示的坐标图。
① 请你帮楠楠在坐标图中画出该小灯泡的电流随电压变化的图像。

② 根据材料或图像中可知,该小灯泡的正常发光电流为______$ \mathrm{A} $,正常发光时的电阻为______$ \Omega $。
(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 $ 16 - 21 $(a)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 \sim 50 \Omega $ 内调节。
① 请你用笔画线代替导线,按照图 $ 16 - 21 $(a)所示的电路图,帮楠楠将图 $ 16 - 21 $(b)中的实物电路连接完整。

② 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到______(选填“$ A $”或“$ B $”)端；实验中,由于操作不小心,因此电压表的示数变为零,电流表的示数增大,则电路中可能出现的故障是______。
③ 楠楠通过这个实验来验证上述表格中的每一组实验数据的正确性,你认为楠楠能做到吗？请简要说明理由。
(1)① 图像：在坐标图中，根据表格数据，依次描点$(0.20,0.02)$、$(0.80,0.08)$、$(1.40,0.14)$、$(2.00,0.18)$、$(2.50,0.20)$、$(3.00,0.21)$，然后用平滑曲线连接这些点。② 0.20；12.5 (2)① 实物连接：将滑动变阻器上方接线柱与电流表“0.6A”接线柱相连，电压表“3V”接线柱与灯泡右端接线柱相连。② B；灯泡短路 ③ 不能。理由：电源电压$U = 3V$，当滑动变阻器接入电阻为$0$时，电路中电流$I=\frac{U}{R}$，对于最小电阻$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{0.20V}{0.02A}=10\Omega$，$I=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A$，而电流表量程为$0 - 0.6A$、$0 - 3A$，电压表量程为$0 - 3V$、$0 - 15V$，当灯泡电阻较小时，电流会超过电流表小量程，当电压较高时，会超过电压表量程，所以不能验证每一组数据的正确性。

答案：
(1)
① 图像：在坐标图中，根据表格数据，依次描点$(0.20,0.02)$、$(0.80,0.08)$、$(1.40,0.14)$、$(2.00,0.18)$、$(2.50,0.20)$、$(3.00,0.21)$，然后用平滑曲线连接这些点。
② $0.20$；$R = \frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.20A}= 12.5\Omega$。
(2)
① 实物连接：将滑动变阻器上方接线柱与电流表“$0.6A$”接线柱相连，电压表“$3V$”接线柱与灯泡右端接线柱相连。
② $B$；灯泡短路。
③ 不能。理由：电源电压$U = 3V$，当滑动变阻器接入电阻为$0$时，电路中电流$I=\frac{U}{R}$，对于最小电阻$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{0.20V}{0.02A}=10\Omega$，$I=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A$，而电流表量程为$0 - 0.6A$、$0 - 3A$，电压表量程为$0 - 3V$、$0 - 15V$，当灯泡电阻较小时，电流会超过电流表小量程，当电压较高时，会超过电压表量程，所以不能验证每一组数据的正确性。