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4.（2025盐城亭湖区校级期中）两只铭牌模糊的小灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$，仅能看清分别标有“2.5 V”和“0.2 A”字样。要求测量它们正常发光时的电阻$R_{\mathrm{L}1}$和$R_{\mathrm{L}2}$。
(1)图14-4-4甲是小明用“伏安法”测量$R_{\mathrm{L}1}$的实物电路，电源电压恒定。
①请将图甲电路补充完整，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到（选填“A”或“B”）端；
②闭合开关，发现小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，电流表无示数，电压表有示数但示数不发生变化，小明分析可能的故障是导线b断路，小明的说法（选填“正确”或“错误”）；
③排除故障后，闭合开关，电压表和电流表示数分别为0.8 V和0.2 A，移动滑片直到电压表示数为2.5 V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，通过小灯泡的电流为A，则$R_{\mathrm{L}1}=\_\_\_\_\_\_\Omega$（结果保留一位小数）；
④当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为$\Omega$。
(2)利用如图丙所示电路，可以测出$R_{\mathrm{L}2}$的大小。请将电阻箱（符号$\boxed{\mathrm{——}\!\!\diagup\!\!\!\!\!\diagdown\!\!\!\!\mathrm{——}}$）、导线和灯泡分别填在图中虚线框内，完成电路连接。连好电路后，根据你的分析，测量小灯泡正常发光时的电阻，用到的物理方法是。
(1)图14-4-4甲是小明用“伏安法”测量$R_{\mathrm{L}1}$的实物电路，电源电压恒定。
①请将图甲电路补充完整，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到（选填“A”或“B”）端；
②闭合开关，发现小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，电流表无示数，电压表有示数但示数不发生变化，小明分析可能的故障是导线b断路，小明的说法（选填“正确”或“错误”）；
③排除故障后，闭合开关，电压表和电流表示数分别为0.8 V和0.2 A，移动滑片直到电压表示数为2.5 V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，通过小灯泡的电流为A，则$R_{\mathrm{L}1}=\_\_\_\_\_\_\Omega$（结果保留一位小数）；
④当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为$\Omega$。
(2)利用如图丙所示电路，可以测出$R_{\mathrm{L}2}$的大小。请将电阻箱（符号$\boxed{\mathrm{——}\!\!\diagup\!\!\!\!\!\diagdown\!\!\!\!\mathrm{——}}$）、导线和灯泡分别填在图中虚线框内，完成电路连接。连好电路后，根据你的分析，测量小灯泡正常发光时的电阻，用到的物理方法是。
答案
(1)①
；B②错误
③0.3；8.3
④1
(2)
；等效替代法解析
【分析】
本题围绕测量小灯泡正常发光时的电阻展开，分为伏安法测$L_1$电阻和等效替代法测$L_2$电阻两部分。
(1)①伏安法测电阻时，电压表需并联在小灯泡两端，结合小灯泡额定电压2.5V选量程补充电路；闭合开关前滑动变阻器要调至最大阻值保护电路，据此确定滑片位置。
②电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，分析导线b断路时的电压表示数情况，判断小明说法是否正确。
③读取电流表示数需先确定量程和分度值，再计算正常发光时的电阻。
④利用串联电路电压规律和欧姆定律，结合电源电压不变，计算滑动变阻器接入的阻值。
(2)利用等效替代法测电阻，需让电阻箱与灯泡分别接入电路，保持电流相同，电阻箱阻值等于灯泡正常发光的电阻，据此连接电路并确定方法。
【解析】
(1)①补充电路：将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接（并联在灯泡两端）；闭合开关前，滑动变阻器滑片移到最大阻值处，甲图中滑动变阻器接A端，滑片移到B端时接入电阻最大，故填B。
②电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端与电源连通；若导线b断路，电压表无法接在灯泡两端，示数应为0，与题意“电压表有示数但不变化”矛盾，故小明说法错误。
③电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，指针指向0.3A，故电流为0.3A；小灯泡正常发光时电阻$R_{\mathrm{L1}}=\frac{U_{\mathrm{额}}}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx8.3\ \Omega$。
④电源电压$U=U_1+I_1R_{\mathrm{滑初}}=0.8\ \mathrm{V}+0.2\ \mathrm{A}×10\ \Omega=2.8\ \mathrm{V}$；小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{额}}=2.8\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.3\ \mathrm{V}$，滑动变阻器阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I}=\frac{0.3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=1\ \Omega$。
(2)电路连接：上方虚线框（与$S_1$串联）填电阻箱，下方虚线框（与$S_2$串联）填小灯泡，右侧虚线框填电阻箱；测量时，先让小灯泡正常发光，再用电阻箱替代小灯泡，保持电流相同，电阻箱阻值等于小灯泡正常发光的电阻，用到的物理方法是等效替代法。
【答案】
(1)①（对应参考答案的电路补充图）；B ②错误 ③0.3；8.3 ④1 (2)（对应参考答案的电路补充图）；等效替代法
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、等效替代法
【点评】
本题综合考查伏安法测电阻的操作、故障判断、电阻计算，以及等效替代法测电阻，需掌握电路连接规则、故障分析逻辑和欧姆定律的应用，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕测量小灯泡正常发光时的电阻展开，分为伏安法测$L_1$电阻和等效替代法测$L_2$电阻两部分。
(1)①伏安法测电阻时，电压表需并联在小灯泡两端，结合小灯泡额定电压2.5V选量程补充电路；闭合开关前滑动变阻器要调至最大阻值保护电路，据此确定滑片位置。
②电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，分析导线b断路时的电压表示数情况，判断小明说法是否正确。
③读取电流表示数需先确定量程和分度值，再计算正常发光时的电阻。
④利用串联电路电压规律和欧姆定律，结合电源电压不变，计算滑动变阻器接入的阻值。
(2)利用等效替代法测电阻，需让电阻箱与灯泡分别接入电路，保持电流相同，电阻箱阻值等于灯泡正常发光的电阻，据此连接电路并确定方法。
【解析】
(1)①补充电路：将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接（并联在灯泡两端）；闭合开关前，滑动变阻器滑片移到最大阻值处，甲图中滑动变阻器接A端，滑片移到B端时接入电阻最大，故填B。
②电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端与电源连通；若导线b断路，电压表无法接在灯泡两端，示数应为0，与题意“电压表有示数但不变化”矛盾，故小明说法错误。
③电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，指针指向0.3A，故电流为0.3A；小灯泡正常发光时电阻$R_{\mathrm{L1}}=\frac{U_{\mathrm{额}}}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx8.3\ \Omega$。
④电源电压$U=U_1+I_1R_{\mathrm{滑初}}=0.8\ \mathrm{V}+0.2\ \mathrm{A}×10\ \Omega=2.8\ \mathrm{V}$；小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{额}}=2.8\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.3\ \mathrm{V}$，滑动变阻器阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I}=\frac{0.3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=1\ \Omega$。
(2)电路连接：上方虚线框（与$S_1$串联）填电阻箱，下方虚线框（与$S_2$串联）填小灯泡，右侧虚线框填电阻箱；测量时，先让小灯泡正常发光，再用电阻箱替代小灯泡，保持电流相同，电阻箱阻值等于小灯泡正常发光的电阻，用到的物理方法是等效替代法。
【答案】
(1)①（对应参考答案的电路补充图）；B ②错误 ③0.3；8.3 ④1 (2)（对应参考答案的电路补充图）；等效替代法
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、等效替代法
【点评】
本题综合考查伏安法测电阻的操作、故障判断、电阻计算，以及等效替代法测电阻，需掌握电路连接规则、故障分析逻辑和欧姆定律的应用，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
5. (2023泰州模拟改编)如图14-4-5甲所示,小明测量接线柱A、B间镍铬合金丝的电阻。
图14-4-5
(1)请指出小明在连接图甲电路前,操作中的一处不妥之处:
(2)用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑动变阻器的滑片向右移动时其接入电路的电阻增大。
(3)实验时,将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中,发现电流表示数逐渐变大,但不超过最大测量值,电压表始终无示数。经检查是电压表出现了故障,故障应是电压表发生了
A.短路 B.断路 C.短路或断路
(4)排除故障后,第1次实验中电压表示数为0.5 V,电流表的示数如图乙所示,该示数为
(5)继续实验,根据测量需要及时调换电表测量范围,测得数据如下表。请在图14-4-6中画出通过该镍铬合金丝的电流随其两端电压变化的关系图像。
图14-4-6
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
电压 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
电流 I/A 0.16 0.24 0.30 0.37 0.42 0.45
(6)请推测若在该合金丝两端加4 V的电压,电流表示数最可能为
A.0.45 A
B.0.47 A
C.0.52 A
图14-4-5
(1)请指出小明在连接图甲电路前,操作中的一处不妥之处:
连接电路时开关没有断开
。(2)用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑动变阻器的滑片向右移动时其接入电路的电阻增大。
(3)实验时,将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中,发现电流表示数逐渐变大,但不超过最大测量值,电压表始终无示数。经检查是电压表出现了故障,故障应是电压表发生了
B
(填序号)。A.短路 B.断路 C.短路或断路
(4)排除故障后,第1次实验中电压表示数为0.5 V,电流表的示数如图乙所示,该示数为
0.08
A,此时合金丝的电阻为6.25
Ω。(5)继续实验,根据测量需要及时调换电表测量范围,测得数据如下表。请在图14-4-6中画出通过该镍铬合金丝的电流随其两端电压变化的关系图像。
图14-4-6
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
电压 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
电流 I/A 0.16 0.24 0.30 0.37 0.42 0.45
(6)请推测若在该合金丝两端加4 V的电压,电流表示数最可能为
B
(填字母)。A.0.45 A
B.0.47 A
C.0.52 A
答案
(1)连接电路时开关没有断开
(2)
(3)B
(4)0.08；6.25
(5)
(6)B
解析
【分析】
解决本题需掌握测量电阻实验的基本操作、滑动变阻器接法、电路故障判断、欧姆定律应用等知识：连接电路前需断开开关保护电路；滑动变阻器接入电阻由接线柱决定，滑片右移电阻增大需接左下接线柱；电压表故障结合电流变化分析；电流表读数看量程分度值，电阻用欧姆定律计算；I-U图像需描点连线；合金丝电阻随温度升高而增大，据此推测高电压下的电流。
【解析】
(1) 连接电路前，为防止短路损坏元件，开关应断开，图中操作不妥之处是连接电路时开关没有断开；
(2) 滑动变阻器滑片向右移动时接入电阻增大，需采用“一上一下”接法，将滑动变阻器的左下接线柱与电路连接（使滑片右移时接入电阻丝变长，电阻增大）；
(3) 电流表示数逐渐变大说明电路是通路，电压表始终无示数，若电压表短路会导致电源短路（电流异常过大），不符合题意，故故障为电压表断路，选B；
(4) 电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.08A；根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}=\frac{0.5V}{0.08A}=6.25Ω$；
(5) 根据表格中各组电压、电流值，在坐标图中描点，用平滑曲线连接各点，得到电流随电压变化的I-U图像；
(6) 合金丝电阻随电压升高（温度升高）而增大，3.5V时电流为0.47A，4V时电压更高，电阻更大，电流增长幅度小于之前，故电流最可能为0.47A，选B。
【答案】
(1) 连接电路时开关没有断开
(2)
(3) B
(4) 0.08；6.25
(5)
(6) B
【知识点】
电路连接操作、电路故障、欧姆定律、I-U图像
【点评】
本题考查测量镍铬合金丝电阻的实验，涵盖电路连接、故障分析、欧姆定律应用、图像绘制等核心知识点，需掌握实验基本操作和电阻随温度变化的特性，综合性适中。
【难度系数】
0.5
解决本题需掌握测量电阻实验的基本操作、滑动变阻器接法、电路故障判断、欧姆定律应用等知识：连接电路前需断开开关保护电路；滑动变阻器接入电阻由接线柱决定，滑片右移电阻增大需接左下接线柱；电压表故障结合电流变化分析；电流表读数看量程分度值，电阻用欧姆定律计算；I-U图像需描点连线；合金丝电阻随温度升高而增大，据此推测高电压下的电流。
【解析】
(1) 连接电路前，为防止短路损坏元件，开关应断开，图中操作不妥之处是连接电路时开关没有断开；
(2) 滑动变阻器滑片向右移动时接入电阻增大，需采用“一上一下”接法，将滑动变阻器的左下接线柱与电路连接（使滑片右移时接入电阻丝变长，电阻增大）；
(3) 电流表示数逐渐变大说明电路是通路，电压表始终无示数，若电压表短路会导致电源短路（电流异常过大），不符合题意，故故障为电压表断路，选B；
(4) 电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.08A；根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}=\frac{0.5V}{0.08A}=6.25Ω$；
(5) 根据表格中各组电压、电流值，在坐标图中描点，用平滑曲线连接各点，得到电流随电压变化的I-U图像；
(6) 合金丝电阻随电压升高（温度升高）而增大，3.5V时电流为0.47A，4V时电压更高，电阻更大，电流增长幅度小于之前，故电流最可能为0.47A，选B。
【答案】
(1) 连接电路时开关没有断开
(2)
(3) B
(4) 0.08；6.25
(5)
(6) B
【知识点】
电路连接操作、电路故障、欧姆定律、I-U图像
【点评】
本题考查测量镍铬合金丝电阻的实验，涵盖电路连接、故障分析、欧姆定律应用、图像绘制等核心知识点，需掌握实验基本操作和电阻随温度变化的特性，综合性适中。
【难度系数】
0.5
