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10.在“测量小灯泡的电阻”的实验中，某同学选用的器材有两节新的干电池、正常发光时的电压为2.5 V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线，将图9甲中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)正确连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，进一步观察发现电压表指针不偏转，电流表指针偏转，移动滑片P的过程中，电压表始终无示数，电流表示数有变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因可能是
(3)某次实验中电压表的示数为2 V，要使小灯泡正常发光，滑片P应向
(4)经过多次实验，测出并记录多组电压值和电流值，得到小灯泡的I-U图像，如图9丙所示。通过分析图像，可得出结论：
(5)利用该套实验装置
【拓展】
(6)某同学利用一个电压表和一个滑动变阻器，设计如图9丁所示的电路，测出了待测电阻$R_x$的阻值。已知电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为$R_0$，a、b为滑动变阻器的两个端点，请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S，移动滑片P至a端，读出电压表示数$U_1$；
②闭合开关S，移动滑片P至b端，读出电压表示数$U_2$；
③待测电阻的阻值的表达式为$R_x=$
(1)请用笔画线代替导线，将图9甲中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)正确连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，进一步观察发现电压表指针不偏转，电流表指针偏转，移动滑片P的过程中，电压表始终无示数，电流表示数有变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因可能是
小灯泡被短路
。(3)某次实验中电压表的示数为2 V，要使小灯泡正常发光，滑片P应向
右
（选填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为2.5 V，此时电流表的示数如图9乙所示，小灯泡正常发光时的电阻约为8.9
（保留一位小数）Ω。(4)经过多次实验，测出并记录多组电压值和电流值，得到小灯泡的I-U图像，如图9丙所示。通过分析图像，可得出结论：
灯丝的电阻随温度的升高而增大
。(5)利用该套实验装置
不能
（选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系。【拓展】
(6)某同学利用一个电压表和一个滑动变阻器，设计如图9丁所示的电路，测出了待测电阻$R_x$的阻值。已知电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为$R_0$，a、b为滑动变阻器的两个端点，请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S，移动滑片P至a端，读出电压表示数$U_1$；
②闭合开关S，移动滑片P至b端，读出电压表示数$U_2$；
③待测电阻的阻值的表达式为$R_x=$
$\frac{U_2R_0}{U_1-U_2}$
（用$R_0$、$U_1$、$U_2$表示）。答案
10. (1) 实物电路连接完整，导线不交叉
(2) 小灯泡被短路
(3) 右；8.9
(4) 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5) 不能
(6) $\frac{U_2R_0}{U_1-U_2}$
解析
【分析】
本题为电学综合实验题，解题思路如下：
1. 实物连接：电压表需并联在小灯泡两端，因小灯泡额定电压2.5V，选0~3V量程，将电压表“3”接线柱与小灯泡右端相连，导线不交叉。
2. 故障分析：电流表偏转说明电路通路，电压表无示数且移动滑片时电流变化，说明与电压表并联的小灯泡短路。
3. 正常发光调节：要使灯泡电压从2V升至2.5V，需增大电路电流，减小滑动变阻器接入电阻，结合滑动变阻器接线，滑片向右移动；电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，读数0.28A，由R=U/I计算电阻。
4. I-U图像分析：小灯泡I-U图像为曲线，说明电压变化时电阻变化，原因是灯丝电阻随温度升高而增大。
5. 实验判断：探究电流与电压关系需控制电阻不变，而小灯泡电阻随温度变化，故不能完成。
6. 未知电阻推导：滑片在a端时电压表测电源电压U₁，滑片在b端时Rx与R₀串联，电压表测Rx电压U₂，根据串联电流相等推导Rx表达式。
【解析】
(1) 连接实物电路：将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右端接线柱相连，使电压表并联在小灯泡两端，导线不交叉。
(2) 故障分析：电流表指针偏转说明电路为通路，电压表无示数，说明电压表并联部分短路，结合器材完好，故障为小灯泡被短路。
(3) 电压调节：灯泡额定电压2.5V，当前电压2V，需增大灯泡两端电压，根据串联分压规律，应减小滑动变阻器接入电阻，故滑片向右移动；电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.28A，小灯泡正常发光时电阻R=U/I=2.5V/0.28A≈8.9Ω。
(4) 图像结论：由I-U图像可知，小灯泡的电流与电压不成正比，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5) 实验判断：探究电流与电压的关系需控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度变化，故不能完成该实验。
(6) 表达式推导：滑片在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表测电源电压，即U电源=U₁；滑片在b端时，滑动变阻器最大阻值R₀与Rx串联，电压表测Rx两端电压U₂，此时电路电流I=U₂/Rx=(U₁-U₂)/R₀，整理得Rx=U₂R₀/(U₁-U₂)。
【答案】
10. (1) 实物电路连接完整，导线不交叉
(2) 小灯泡被短路
(3) 右；8.9
(4) 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5) 不能
(6) $\frac{U_2R_0}{U_1-U_2}$
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题全面考查电学核心实验知识，涵盖实物连接、故障分析、电阻计算、图像分析及拓展推导，需熟练掌握串联电路规律、欧姆定律及实验原理，综合性较强。
【难度系数】
0.5
本题为电学综合实验题，解题思路如下：
1. 实物连接：电压表需并联在小灯泡两端，因小灯泡额定电压2.5V，选0~3V量程，将电压表“3”接线柱与小灯泡右端相连，导线不交叉。
2. 故障分析：电流表偏转说明电路通路，电压表无示数且移动滑片时电流变化，说明与电压表并联的小灯泡短路。
3. 正常发光调节：要使灯泡电压从2V升至2.5V，需增大电路电流，减小滑动变阻器接入电阻，结合滑动变阻器接线，滑片向右移动；电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，读数0.28A，由R=U/I计算电阻。
4. I-U图像分析：小灯泡I-U图像为曲线，说明电压变化时电阻变化，原因是灯丝电阻随温度升高而增大。
5. 实验判断：探究电流与电压关系需控制电阻不变，而小灯泡电阻随温度变化，故不能完成。
6. 未知电阻推导：滑片在a端时电压表测电源电压U₁，滑片在b端时Rx与R₀串联，电压表测Rx电压U₂，根据串联电流相等推导Rx表达式。
【解析】
(1) 连接实物电路：将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右端接线柱相连，使电压表并联在小灯泡两端，导线不交叉。
(2) 故障分析：电流表指针偏转说明电路为通路，电压表无示数，说明电压表并联部分短路，结合器材完好，故障为小灯泡被短路。
(3) 电压调节：灯泡额定电压2.5V，当前电压2V，需增大灯泡两端电压，根据串联分压规律，应减小滑动变阻器接入电阻，故滑片向右移动；电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.28A，小灯泡正常发光时电阻R=U/I=2.5V/0.28A≈8.9Ω。
(4) 图像结论：由I-U图像可知，小灯泡的电流与电压不成正比，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5) 实验判断：探究电流与电压的关系需控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度变化，故不能完成该实验。
(6) 表达式推导：滑片在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表测电源电压，即U电源=U₁；滑片在b端时，滑动变阻器最大阻值R₀与Rx串联，电压表测Rx两端电压U₂，此时电路电流I=U₂/Rx=(U₁-U₂)/R₀，整理得Rx=U₂R₀/(U₁-U₂)。
【答案】
10. (1) 实物电路连接完整，导线不交叉
(2) 小灯泡被短路
(3) 右；8.9
(4) 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5) 不能
(6) $\frac{U_2R_0}{U_1-U_2}$
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题全面考查电学核心实验知识，涵盖实物连接、故障分析、电阻计算、图像分析及拓展推导，需熟练掌握串联电路规律、欧姆定律及实验原理，综合性较强。
【难度系数】
0.5
