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8. (2025陕西,有改动)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了图1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压为3 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。
数据序号 1 2 3 4 5
电压 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流 I/A 0.14 0.18 0.22 0.24
电阻 R/Ω 3.6 5.6 6.8 8.3
(1)该实验的原理是。
(2)连接电路时,开关应处于状态,且将滑动变阻器的滑片 P 移至图 1 中的(选填“a”或“b”)端,电压表应选择(选填“0～3 V”或“0～15 V”)的测量范围。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片 P 的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片 P 到图 1 中 M 点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是(填字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器 M 点右侧有断路
C.滑动变阻器 M 点左侧有断路
(4)排除故障后,改变滑片 P 的位置,在上表中记录电压表的示数 U 和电流表的示数 I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为 2.5 V 时,电流表示数如图 2 所示,其读数为A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由:
。
数据序号 1 2 3 4 5
电压 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流 I/A 0.14 0.18 0.22 0.24
电阻 R/Ω 3.6 5.6 6.8 8.3
(1)该实验的原理是。
(2)连接电路时,开关应处于状态,且将滑动变阻器的滑片 P 移至图 1 中的(选填“a”或“b”)端,电压表应选择(选填“0～3 V”或“0～15 V”)的测量范围。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片 P 的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片 P 到图 1 中 M 点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是(填字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器 M 点右侧有断路
C.滑动变阻器 M 点左侧有断路
(4)排除故障后,改变滑片 P 的位置,在上表中记录电压表的示数 U 和电流表的示数 I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为 2.5 V 时,电流表示数如图 2 所示,其读数为A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由:
。
答案
(1)R=U/I
(2)断开 b 0～3 V
(3)B
(4)0.28
(5)不能,小灯泡的电阻会随温度的变化而变化
(2)断开 b 0～3 V
(3)B
(4)0.28
(5)不能,小灯泡的电阻会随温度的变化而变化
解析
【分析】
本题是电学综合实验题，需结合伏安法测电阻的原理、电路操作注意事项、故障分析、电表读数及实验探究条件逐一分析：
1. 测电阻的实验原理是欧姆定律变形公式，直接对应公式即可；
2. 连接电路时开关需断开，滑动变阻器滑片移到最大阻值处，电压表量程根据小灯泡额定电压选择，确保测量准确；
3. 电路故障分析：闭合开关时无示数说明断路，移动滑片后接通，判断断路位置；
4. 电流表读数需先确定量程和分度值，再读数值；
5. 探究电流与电压关系需控制电阻不变，结合小灯泡电阻随温度变化的特点判断能否实验。
【解析】
(1) 伏安法测量电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式，即 $ R = \frac{U}{I} $；
(2) 连接电路时，为保护电路元件，开关应处于断开状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片需移至最大阻值处，结合电路结构，滑片移至b端时滑动变阻器接入阻值最大；小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V，因此电压表应选择0～3V量程，该量程分度值更小，测量更准确；
(3) 闭合开关时小灯泡不发光、电流表和电压表均无示数，说明电路存在断路故障；移动滑片至M点时小灯泡突然发光、两表均有示数，说明此时电路接通，故障为滑动变阻器M点右侧断路，故选B；
(4) 电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，对应2.5V时的电流读数为0.28A；
(5) 探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，而小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，不是定值，因此不能用该实验器材探究电流与电压的关系。
【答案】
(1) $ R = \frac{U}{I} $
(2) 断开；b；0～3 V
(3) B
(4) 0.28
(5) 不能，小灯泡的电阻会随温度的变化而变化
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、探究电流与电压的关系
【点评】
本题围绕测量小灯泡电阻的实验展开，综合考查电学实验核心知识点，涵盖实验原理、操作规范、故障判断、电表读数及实验条件分析，注重学生实验能力与基础知识应用的考查，是电学实验典型题型。
【难度系数】
0.6
本题是电学综合实验题，需结合伏安法测电阻的原理、电路操作注意事项、故障分析、电表读数及实验探究条件逐一分析：
1. 测电阻的实验原理是欧姆定律变形公式，直接对应公式即可；
2. 连接电路时开关需断开，滑动变阻器滑片移到最大阻值处，电压表量程根据小灯泡额定电压选择，确保测量准确；
3. 电路故障分析：闭合开关时无示数说明断路，移动滑片后接通，判断断路位置；
4. 电流表读数需先确定量程和分度值，再读数值；
5. 探究电流与电压关系需控制电阻不变，结合小灯泡电阻随温度变化的特点判断能否实验。
【解析】
(1) 伏安法测量电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式，即 $ R = \frac{U}{I} $；
(2) 连接电路时，为保护电路元件，开关应处于断开状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片需移至最大阻值处，结合电路结构，滑片移至b端时滑动变阻器接入阻值最大；小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V，因此电压表应选择0～3V量程，该量程分度值更小，测量更准确；
(3) 闭合开关时小灯泡不发光、电流表和电压表均无示数，说明电路存在断路故障；移动滑片至M点时小灯泡突然发光、两表均有示数，说明此时电路接通，故障为滑动变阻器M点右侧断路，故选B；
(4) 电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，对应2.5V时的电流读数为0.28A；
(5) 探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，而小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，不是定值，因此不能用该实验器材探究电流与电压的关系。
【答案】
(1) $ R = \frac{U}{I} $
(2) 断开；b；0～3 V
(3) B
(4) 0.28
(5) 不能，小灯泡的电阻会随温度的变化而变化
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、探究电流与电压的关系
【点评】
本题围绕测量小灯泡电阻的实验展开，综合考查电学实验核心知识点，涵盖实验原理、操作规范、故障判断、电表读数及实验条件分析，注重学生实验能力与基础知识应用的考查，是电学实验典型题型。
【难度系数】
0.6
1. (2025眉山,有改动)甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为$R_1$；将乙电阻丝从中间对折,电阻变为$R_2$。然后将$R_1$和$R_2$串联到电路中,则通过$R_1$的电流$I_1$
等于
（选填“大于”“小于”或“等于”）通过$R_2$的电流$I_2$,$R_1$两端电压$U_1$与$R_2$两端电压$U_2$之比$U_1:U_2=$2：1
。答案
等于 2：1
【解析】甲、乙两根完全相同的电阻丝，将甲电阻丝剪去一半，电阻变为R₁；将乙电阻丝从中间对折，电阻变为R₂，由于对折后长度变为原来的一半，横截面积变成原来的2倍，所以R₁：R₂=2：1。把R₁、R₂串联在电路中时，根据串联电路的电流特点可知通过R₁的电流I₁等于通过R₂的电流I₂，根据串联电路的分压规律可知R₁、R₂两端的电压U₁：U₂=R₁：R₂=2：1。
【解析】甲、乙两根完全相同的电阻丝，将甲电阻丝剪去一半，电阻变为R₁；将乙电阻丝从中间对折，电阻变为R₂，由于对折后长度变为原来的一半，横截面积变成原来的2倍，所以R₁：R₂=2：1。把R₁、R₂串联在电路中时，根据串联电路的电流特点可知通过R₁的电流I₁等于通过R₂的电流I₂，根据串联电路的分压规律可知R₁、R₂两端的电压U₁：U₂=R₁：R₂=2：1。
解析
【分析】首先需根据电阻的决定因素计算$R_1$和$R_2$的阻值，再结合串联电路的电流、电压规律解题。第一步，设原电阻丝电阻为$R_0$，甲剪去一半后长度变为原来的$\frac{1}{2}$，乙对折后长度变为原来的$\frac{1}{2}$、横截面积变为原来的2倍，利用电阻公式算出两者电阻比；第二步，根据串联电路电流处处相等的特点判断$I_1$与$I_2$的关系；第三步，根据串联电路电压与电阻成正比的规律计算电压比。
【解析】设甲、乙原电阻丝的电阻为$R_0$，根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$：
1. 甲电阻丝剪去一半，长度变为原来的$\frac{1}{2}$，横截面积不变，故$R_1=\rho\frac{\frac{L_0}{2}}{S_0}=\frac{R_0}{2}$；
2. 乙电阻丝对折后，长度变为原来的$\frac{1}{2}$，横截面积变为原来的2倍，故$R_2=\rho\frac{\frac{L_0}{2}}{2S_0}=\frac{R_0}{4}$；
因此$R_1:R_2=\frac{R_0}{2}:\frac{R_0}{4}=2:1$。
将$R_1$、$R_2$串联，根据串联电路的电流特点：各处电流相等，故$I_1$等于$I_2$；根据串联电路的分压规律$U=IR$，电流$I$相同，电压与电阻成正比，故$U_1:U_2=R_1:R_2=2:1$。
【答案】等于；2：1
【知识点】电阻定律、串联电路电流规律、串联电路电压规律
【点评】本题结合电阻的决定因素和串联电路基本规律命题，关键是正确计算对折后电阻的阻值，再利用串联电路特点解题，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.4
【解析】设甲、乙原电阻丝的电阻为$R_0$，根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$：
1. 甲电阻丝剪去一半，长度变为原来的$\frac{1}{2}$，横截面积不变，故$R_1=\rho\frac{\frac{L_0}{2}}{S_0}=\frac{R_0}{2}$；
2. 乙电阻丝对折后，长度变为原来的$\frac{1}{2}$，横截面积变为原来的2倍，故$R_2=\rho\frac{\frac{L_0}{2}}{2S_0}=\frac{R_0}{4}$；
因此$R_1:R_2=\frac{R_0}{2}:\frac{R_0}{4}=2:1$。
将$R_1$、$R_2$串联，根据串联电路的电流特点：各处电流相等，故$I_1$等于$I_2$；根据串联电路的分压规律$U=IR$，电流$I$相同，电压与电阻成正比，故$U_1:U_2=R_1:R_2=2:1$。
【答案】等于；2：1
【知识点】电阻定律、串联电路电流规律、串联电路电压规律
【点评】本题结合电阻的决定因素和串联电路基本规律命题，关键是正确计算对折后电阻的阻值，再利用串联电路特点解题，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.4
2.图甲所示的是电阻R和小灯泡L的U-I图像。由图甲可知电阻R的阻值是
5
Ω。若将电阻R和小灯泡L串联在电路中（如图乙），电流表的示数为0.4 A，则电源电压是3
V。答案
5 3
解析
【分析】
要解决这道题，首先明确定值电阻的U-I图像是直线，可利用欧姆定律计算其阻值；当R和L串联时，电路中电流处处相等，需从U-I图像中读取电流为0.4A时R和L对应的电压，再根据串联电路电压规律计算电源电压。
【解析】
1. 计算电阻R的阻值：
由图甲可知，电阻R的U-I图像为过原点的直线，说明R是定值电阻。选取图像上一点，当电流$ I_R=0.2A $时，对应的电压$ U_R=1.0V $，根据欧姆定律 $ R = \frac{U_R}{I_R} = \frac{1.0V}{0.2A} = 5\Omega $。
2. 计算电源电压：
R和L串联，串联电路中电流处处相等，当电流表的示数为0.4A时，通过R和L的电流均为0.4A。从图甲中读取：当电流$ I=0.4A $时，R对应的电压$ U_R'=2.0V $，L对应的电压$ U_L=1.0V $。根据串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压 $ U = U_R' + U_L = 2.0V + 1.0V = 3V $。
【答案】
5；3
【知识点】
欧姆定律；串联电路电压规律；U-I图像
【点评】
本题结合U-I图像考查欧姆定律和串联电路的特点，解题关键是从图像中准确读取对应电流下的电压值，再利用相关规律计算，属于基础题，注重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，首先明确定值电阻的U-I图像是直线，可利用欧姆定律计算其阻值；当R和L串联时，电路中电流处处相等，需从U-I图像中读取电流为0.4A时R和L对应的电压，再根据串联电路电压规律计算电源电压。
【解析】
1. 计算电阻R的阻值：
由图甲可知，电阻R的U-I图像为过原点的直线，说明R是定值电阻。选取图像上一点，当电流$ I_R=0.2A $时，对应的电压$ U_R=1.0V $，根据欧姆定律 $ R = \frac{U_R}{I_R} = \frac{1.0V}{0.2A} = 5\Omega $。
2. 计算电源电压：
R和L串联，串联电路中电流处处相等，当电流表的示数为0.4A时，通过R和L的电流均为0.4A。从图甲中读取：当电流$ I=0.4A $时，R对应的电压$ U_R'=2.0V $，L对应的电压$ U_L=1.0V $。根据串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压 $ U = U_R' + U_L = 2.0V + 1.0V = 3V $。
【答案】
5；3
【知识点】
欧姆定律；串联电路电压规律；U-I图像
【点评】
本题结合U-I图像考查欧姆定律和串联电路的特点，解题关键是从图像中准确读取对应电流下的电压值，再利用相关规律计算，属于基础题，注重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.7
