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三、实验题
14. 核心素养 科学探究（2025·苏州中考）小明用电压为6 V的电源、定值电阻$ R_1 $、电压表、电流表、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器$ R_2 $、开关等器材，探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图，将图乙的实物图连接完整。
(2)电路连接正确，规范操作后，闭合开关，小明发现电流表无示数，电压表示数为6 V。电路中仅有一处故障，则故障可能是
(3)排除故障后继续实验，小明的实验数据如表：
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的，请你判断这组数据的实验序号是
(4)通过实验得出初步结论：
14. 核心素养 科学探究（2025·苏州中考）小明用电压为6 V的电源、定值电阻$ R_1 $、电压表、电流表、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器$ R_2 $、开关等器材，探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图，将图乙的实物图连接完整。
(2)电路连接正确，规范操作后，闭合开关，小明发现电流表无示数，电压表示数为6 V。电路中仅有一处故障，则故障可能是
定值电阻断路了
。(3)排除故障后继续实验，小明的实验数据如表：
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的，请你判断这组数据的实验序号是
1
。(4)通过实验得出初步结论：
当电阻一定
时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。答案
(1)
(2)探究电流与电压关系的电路图为串联电路，电压表测定值电阻$R_1$两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关，移动滑片，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源接通，所以是与电压表并联部分断开了，是定值电阻断路了。
(3)要探究电流和电压的关系，电阻不变，由表格中的数据可知定值电阻阻值为10 Ω，故滑动变阻器阻值最大时，电路的最小电流为$I=\frac{U}{R_1+R_{\mathrm{滑}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，故实验1的数据是无法从实验中测得的。
(4)分析表格中的实验数据可知，当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
解析
【分析】
本题是探究导体中电流与电压关系的实验题，需分四小问逐步分析：
1. 第(1)问：根据实验原理，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，需将电压表并联在定值电阻两端，结合电源电压和定值电阻阻值选择电压表量程，完成实物连接。
2. 第(2)问：电流表无示数说明电路断路，电压表示数等于电源电压，说明电压表与电源连通，故障为定值电阻断路（电压表并联部分断路）。
3. 第(3)问：根据欧姆定律，计算滑动变阻器最大阻值时电路的最小电流，对比实验数据，电流小于该最小值的组无法测得，确定对应序号。
4. 第(4)问：分析实验数据，控制电阻不变，得出电流与电压的关系结论。
【解析】
(1) 探究电流与电压关系时，定值电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联，电压表需并联在$R_1$两端。电源电压为6V，当滑动变阻器阻值为0时，$R_1$两端电压最大为6V，故电压表选0~15V量程，将电压表的“15”接线柱与定值电阻的右端接线柱连接，完成实物连接。
(2) 电路连接正确，闭合开关后电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数为6V（等于电源电压），说明电压表两端与电源两极连通，因此故障为定值电阻$R_1$断路（电压表并联部分断路）。
(3) 由实验数据可知，定值电阻阻值$R_1=\frac{U}{I}$，计算得$R_1=10\ \Omega$。当滑动变阻器阻值最大（20Ω）时，电路总电阻$R_{总}=R_1+R_{滑最大}=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$，电路最小电流$I_{最小}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，因此电流小于0.2A的实验数据无法测得，对应实验序号为1。
(4) 实验中控制定值电阻阻值不变，分析数据可知：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【答案】
(1)
(2) 定值电阻$R_1$断路
(3) 1
(4) 电阻一定
【知识点】
探究电流与电压的关系、电路故障分析、欧姆定律的应用
【点评】
本题为中考常见实验题，综合考查实物电路连接、电路故障判断、欧姆定律计算及实验结论总结，需学生掌握实验原理和电路分析方法，注重对科学探究能力的考查。
【难度系数】
0.5
本题是探究导体中电流与电压关系的实验题，需分四小问逐步分析：
1. 第(1)问：根据实验原理，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，需将电压表并联在定值电阻两端，结合电源电压和定值电阻阻值选择电压表量程，完成实物连接。
2. 第(2)问：电流表无示数说明电路断路，电压表示数等于电源电压，说明电压表与电源连通，故障为定值电阻断路（电压表并联部分断路）。
3. 第(3)问：根据欧姆定律，计算滑动变阻器最大阻值时电路的最小电流，对比实验数据，电流小于该最小值的组无法测得，确定对应序号。
4. 第(4)问：分析实验数据，控制电阻不变，得出电流与电压的关系结论。
【解析】
(1) 探究电流与电压关系时，定值电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联，电压表需并联在$R_1$两端。电源电压为6V，当滑动变阻器阻值为0时，$R_1$两端电压最大为6V，故电压表选0~15V量程，将电压表的“15”接线柱与定值电阻的右端接线柱连接，完成实物连接。
(2) 电路连接正确，闭合开关后电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数为6V（等于电源电压），说明电压表两端与电源两极连通，因此故障为定值电阻$R_1$断路（电压表并联部分断路）。
(3) 由实验数据可知，定值电阻阻值$R_1=\frac{U}{I}$，计算得$R_1=10\ \Omega$。当滑动变阻器阻值最大（20Ω）时，电路总电阻$R_{总}=R_1+R_{滑最大}=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$，电路最小电流$I_{最小}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，因此电流小于0.2A的实验数据无法测得，对应实验序号为1。
(4) 实验中控制定值电阻阻值不变，分析数据可知：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【答案】
(1)
(2) 定值电阻$R_1$断路
(3) 1
(4) 电阻一定
【知识点】
探究电流与电压的关系、电路故障分析、欧姆定律的应用
【点评】
本题为中考常见实验题，综合考查实物电路连接、电路故障判断、欧姆定律计算及实验结论总结，需学生掌握实验原理和电路分析方法，注重对科学探究能力的考查。
【难度系数】
0.5
15. (2025·蚌埠第三实验学校调研)利用图甲所示的电路测量未知电阻$R_x$的阻值,阻值大约为5 Ω。
(1)请你根据电路图用笔画线代替导线,将图乙的实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,记录多组数据,画出了待测电阻$R_x$的$I-U$图像,如图丙所示。由图像可得$R_x=$
(4)下列实验电路图,不能够得出定值电阻$R_x$阻值的电路是
(1)请你根据电路图用笔画线代替导线,将图乙的实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于
B
(填“A”或“B”)端。(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,记录多组数据,画出了待测电阻$R_x$的$I-U$图像,如图丙所示。由图像可得$R_x=$
4
Ω。(4)下列实验电路图,不能够得出定值电阻$R_x$阻值的电路是
B
。($R_0$阻值已知)答案
(1)
(2)为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即B端。
(3)由图丙可知，当$R_x$两端的电压为2.0 V时，通过$R_x$的电流为0.5 A，则$R_x=\frac{U_x}{I_x}=\frac{2.0\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$。
(4)A.电阻$R_x$、$R_0$串联接入电路，电压表测量总电压，电流表测电路中的电流，所以串联电路的总电阻$R_{\mathrm{串}}=\frac{U}{I}$；根据串联电路电阻规律可得$R_x=\frac{U}{I}-R_0$，故A不符合题意；B.两电阻并联，电压表测电源电压，电流表测量已知电阻中的电流，待测电阻通过的电流未知，不能求$R_x$，故B符合题意；C.电路中可测量并联电路的总电流$I_{\mathrm{总}}$和已知电阻中的电流$I_{R_0}$，由并联电路的电流特点可知，待测电阻的电流为$I_x=I_{\mathrm{总}}-I_{R_0}$，根据并联电路两端的电压相等和欧姆定律可知$I_xR_x=I_{R_0}R_0$，则$R_x=\frac{I_{R_0}R_0}{I_x}=\frac{I_{R_0}R_0}{I_{\mathrm{总}}-I_{R_0}}$，故C不符合题意；D.任意取滑动变阻器上的两个点，假设变阻器连入电路的阻值分别为$R_1$、$R_2$，设此时电流表、电压表的示数分别为$I_1$、$U_1$和$I_2$、$U_2$，根据串联电路的规律和欧姆定律，由电源电压不变列方程有$I_1R_x+U_1=I_2R_x+U_2$，可解$R_x=\frac{U_2-U_1}{I_1-I_2}$，故D不符合题意。故选B。
解析
【分析】
本题围绕伏安法测未知电阻的阻值展开，分四个小问：
1. 连接实验电路：需遵循伏安法测电阻的电路规则，电流表串联、电压表并联在待测电阻两端，结合电源电压和待测电阻阻值选择合适量程，滑动变阻器一上一下接线；
2. 滑动变阻器的使用：闭合开关前需将滑片置于阻值最大处，保护电路，根据滑动变阻器接线判断最大阻值端；
3. 欧姆定律的应用：从I-U图像中选取对应电压和电流值，利用R=U/I计算待测电阻阻值；
4. 电路分析判断：根据串并联电路的电流、电压特点，结合欧姆定律，分析各选项能否求出待测电阻阻值。
【解析】
(1) 伏安法测电阻时，电源为两节干电池，总电压U=3V，故电压表选0~3V量程并联在Rx两端；待测电阻Rx≈5Ω，电路最大电流I=U/Rx=3V/5Ω=0.6A，故电流表选0~0.6A量程串联在电路中；滑动变阻器按“一上一下”接线，补充连接后电路完整（如图，id=1）。
(2) 闭合开关前，滑动变阻器应调至最大阻值处，由图可知滑动变阻器接A端下接线柱，滑片在B端时接入电阻丝最长，阻值最大，故填B。
(3) 由I-U图像可知，当Rx两端电压Ux=2.0V时，对应的电流Ix=0.5A，根据欧姆定律Rx=Ux/Ix=2.0V/0.5A=4Ω。
(4) 分析各选项：
A. Rx与R0串联，电压表测总电压，电流表测电流，总电阻R串=U/I，由串联电阻规律得Rx=U/I - R0，可求；
B. Rx与R0并联，电压表测电源电压，电流表测R0的电流，只能算出电源电压，无法得到Rx的电流，不能求Rx；
C. Rx与R0并联，测总电流和R0的电流，Rx的电流Ix=I总 - I_R0，并联电压相等，故Rx=(I_R0 R0)/(I总 - I_R0)，可求；
D. 滑动变阻器取两个不同阻值，根据电源电压不变列方程，可解出Rx，能求；
故选B。
【答案】
(1)
(2) B
(3) 4
(4) B
【知识点】
欧姆定律、伏安法测电阻、串并联电路规律
【点评】
本题综合考查伏安法测电阻的实验操作、欧姆定律的应用及串并联电路的特点，需掌握滑动变阻器的使用规则、欧姆定律的计算方法，以及不同电路中电阻的求解思路，是电学的重点题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕伏安法测未知电阻的阻值展开，分四个小问：
1. 连接实验电路：需遵循伏安法测电阻的电路规则，电流表串联、电压表并联在待测电阻两端，结合电源电压和待测电阻阻值选择合适量程，滑动变阻器一上一下接线；
2. 滑动变阻器的使用：闭合开关前需将滑片置于阻值最大处，保护电路，根据滑动变阻器接线判断最大阻值端；
3. 欧姆定律的应用：从I-U图像中选取对应电压和电流值，利用R=U/I计算待测电阻阻值；
4. 电路分析判断：根据串并联电路的电流、电压特点，结合欧姆定律，分析各选项能否求出待测电阻阻值。
【解析】
(1) 伏安法测电阻时，电源为两节干电池，总电压U=3V，故电压表选0~3V量程并联在Rx两端；待测电阻Rx≈5Ω，电路最大电流I=U/Rx=3V/5Ω=0.6A，故电流表选0~0.6A量程串联在电路中；滑动变阻器按“一上一下”接线，补充连接后电路完整（如图，id=1）。
(2) 闭合开关前，滑动变阻器应调至最大阻值处，由图可知滑动变阻器接A端下接线柱，滑片在B端时接入电阻丝最长，阻值最大，故填B。
(3) 由I-U图像可知，当Rx两端电压Ux=2.0V时，对应的电流Ix=0.5A，根据欧姆定律Rx=Ux/Ix=2.0V/0.5A=4Ω。
(4) 分析各选项：
A. Rx与R0串联，电压表测总电压，电流表测电流，总电阻R串=U/I，由串联电阻规律得Rx=U/I - R0，可求；
B. Rx与R0并联，电压表测电源电压，电流表测R0的电流，只能算出电源电压，无法得到Rx的电流，不能求Rx；
C. Rx与R0并联，测总电流和R0的电流，Rx的电流Ix=I总 - I_R0，并联电压相等，故Rx=(I_R0 R0)/(I总 - I_R0)，可求；
D. 滑动变阻器取两个不同阻值，根据电源电压不变列方程，可解出Rx，能求；
故选B。
【答案】
(1)
(2) B
(3) 4
(4) B
【知识点】
欧姆定律、伏安法测电阻、串并联电路规律
【点评】
本题综合考查伏安法测电阻的实验操作、欧姆定律的应用及串并联电路的特点，需掌握滑动变阻器的使用规则、欧姆定律的计算方法，以及不同电路中电阻的求解思路，是电学的重点题型。
【难度系数】
0.5
四、计算与推导题
16. 核心素养 科学思维（2025·安庆二模）如图甲所示，这是物理兴趣小组设计的简易坐位体前屈测试仪。其内部简化电路原理图如图乙所示。测试中，被测试的同学向前推动测试仪的滑块（滑动变阻器的滑片），用电压表的示数来反映被测试的同学的成绩。电源电压恒为6 V，滑动变阻器$ R_1 $的滑片P每移动1 cm电阻变化0.5 Ω，定值电阻$ R_2 $的阻值为15 Ω。
(1)当滑片P位于最左端时，电流表的示数是多少？
(2)某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动了20 cm，此时电压表的示数是多少？
(3)另一同学测试时，电压表的示数为3 V，则该同学从最左端推动滑片P向右移动的距离是多少？
16. 核心素养 科学思维（2025·安庆二模）如图甲所示，这是物理兴趣小组设计的简易坐位体前屈测试仪。其内部简化电路原理图如图乙所示。测试中，被测试的同学向前推动测试仪的滑块（滑动变阻器的滑片），用电压表的示数来反映被测试的同学的成绩。电源电压恒为6 V，滑动变阻器$ R_1 $的滑片P每移动1 cm电阻变化0.5 Ω，定值电阻$ R_2 $的阻值为15 Ω。
(1)当滑片P位于最左端时，电流表的示数是多少？
(2)某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动了20 cm，此时电压表的示数是多少？
(3)另一同学测试时，电压表的示数为3 V，则该同学从最左端推动滑片P向右移动的距离是多少？
答案
(1)0.4 A
(2)2.4 V
(3)30 cm
解析：由电路图可知，定值电阻$R_2$与滑动变阻器$R_1$串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
(1)当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻$R_2$的简单电路，通过电路的电流：$I=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.4\ \mathrm{A}$，即电流表示数为0.4 A；
(2)滑片P每移动1 cm，$R_1$的电阻变化0.5 Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20 cm，此时滑动变阻器接入电路的电阻：$R_1=0.5\ \Omega/\mathrm{cm}×20\ \mathrm{cm}=10\ \Omega$，通过电路的电流：$I'=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+15\ \Omega}=0.24\ \mathrm{A}$，此时滑动变阻器两端的电压：$U_1=I'R_1=0.24\ \mathrm{A}×10\ \Omega=2.4\ \mathrm{V}$，即电压表示数为2.4 V；
(3)当电压表示数为3 V时，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以定值电阻$R_2$两端电压：$U_2=U-U_1=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，电路中电流：$I''=\frac{U_2}{R_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律可得此时滑动变阻器的阻值：$R_2'=\frac{U_1}{I''}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$，滑片P每移动1 cm，$R_1$的电阻变化0.5 Ω，则移动的距离$L=\frac{15\ \Omega}{0.5\ \Omega/\mathrm{cm}}=30\ \mathrm{cm}$。
(2)2.4 V
(3)30 cm
解析：由电路图可知，定值电阻$R_2$与滑动变阻器$R_1$串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
(1)当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻$R_2$的简单电路，通过电路的电流：$I=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.4\ \mathrm{A}$，即电流表示数为0.4 A；
(2)滑片P每移动1 cm，$R_1$的电阻变化0.5 Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20 cm，此时滑动变阻器接入电路的电阻：$R_1=0.5\ \Omega/\mathrm{cm}×20\ \mathrm{cm}=10\ \Omega$，通过电路的电流：$I'=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+15\ \Omega}=0.24\ \mathrm{A}$，此时滑动变阻器两端的电压：$U_1=I'R_1=0.24\ \mathrm{A}×10\ \Omega=2.4\ \mathrm{V}$，即电压表示数为2.4 V；
(3)当电压表示数为3 V时，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以定值电阻$R_2$两端电压：$U_2=U-U_1=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，电路中电流：$I''=\frac{U_2}{R_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律可得此时滑动变阻器的阻值：$R_2'=\frac{U_1}{I''}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$，滑片P每移动1 cm，$R_1$的电阻变化0.5 Ω，则移动的距离$L=\frac{15\ \Omega}{0.5\ \Omega/\mathrm{cm}}=30\ \mathrm{cm}$。
解析
【分析】
本题是串联电路的电学计算问题，首先明确电路连接方式：滑动变阻器$R_1$与定值电阻$R_2$串联，电压表测$R_1$两端电压，电流表测电路总电流。解题时需结合欧姆定律，根据滑动变阻器滑片移动时接入电阻的变化，分步骤计算：
1. 滑片在最左端时，$R_1$接入电阻为0，电路为$R_2$的简单电路，直接用欧姆定律计算电流；
2. 滑片移动时，先根据移动距离算出$R_1$接入的电阻，再求总电阻，进而算电路电流，最后用欧姆定律算$R_1$两端电压；
3. 已知电压表示数（$R_1$的电压），先求$R_2$的电压，再算电路电流，接着求此时$R_1$的电阻，最后根据电阻变化率算出移动距离。
【解析】
由电路图可知，$R_1$与$R_2$串联，电压表测$R_1$两端电压，电流表测电路电流。
(1) 当滑片$P$位于最左端时，滑动变阻器$R_1$接入电路的电阻为0，电路为$R_2$的简单电路。根据欧姆定律，电流表的示数：
$I = \frac{U}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$；
(2) 滑片$P$每移动1 cm，$R_1$电阻变化0.5 Ω，向右移动20 cm时，$R_1$接入的电阻：
$R_1 = 0.5\ \Omega/\mathrm{cm} × 20\ \mathrm{cm} = 10\ \Omega$；
此时电路总电阻$R_{总} = R_1 + R_2 = 10\ \Omega + 15\ \Omega = 25\ \Omega$，电路电流：
$I' = \frac{U}{R_{总}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{25\ \Omega} = 0.24\ \mathrm{A}$；
电压表的示数（$R_1$两端电压）：
$U_1 = I' R_1 = 0.24\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 2.4\ \mathrm{V}$；
(3) 当电压表示数$U_1' = 3\ \mathrm{V}$时，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以$R_2$两端电压：
$U_2' = U - U_1' = 6\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V} = 3\ \mathrm{V}$；
电路电流：
$I'' = \frac{U_2'}{R_2} = \frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A}$；
此时滑动变阻器接入的电阻：
$R_1' = \frac{U_1'}{I''} = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$；
已知滑片每移动1 cm电阻变化0.5 Ω，所以移动的距离：
$L = \frac{15\ \Omega}{0.5\ \Omega/\mathrm{cm}} = 30\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)0.4 A；(2)2.4 V；(3)30 cm
【知识点】
串联电路、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】
本题结合坐位体前屈测试仪的实际场景，考查串联电路特点及欧姆定律的应用，需明确电路结构，灵活运用公式计算，属于电学基础应用题型，注重理论联系实际。
【难度系数】
0.6
本题是串联电路的电学计算问题，首先明确电路连接方式：滑动变阻器$R_1$与定值电阻$R_2$串联，电压表测$R_1$两端电压，电流表测电路总电流。解题时需结合欧姆定律，根据滑动变阻器滑片移动时接入电阻的变化，分步骤计算：
1. 滑片在最左端时，$R_1$接入电阻为0，电路为$R_2$的简单电路，直接用欧姆定律计算电流；
2. 滑片移动时，先根据移动距离算出$R_1$接入的电阻，再求总电阻，进而算电路电流，最后用欧姆定律算$R_1$两端电压；
3. 已知电压表示数（$R_1$的电压），先求$R_2$的电压，再算电路电流，接着求此时$R_1$的电阻，最后根据电阻变化率算出移动距离。
【解析】
由电路图可知，$R_1$与$R_2$串联，电压表测$R_1$两端电压，电流表测电路电流。
(1) 当滑片$P$位于最左端时，滑动变阻器$R_1$接入电路的电阻为0，电路为$R_2$的简单电路。根据欧姆定律，电流表的示数：
$I = \frac{U}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$；
(2) 滑片$P$每移动1 cm，$R_1$电阻变化0.5 Ω，向右移动20 cm时，$R_1$接入的电阻：
$R_1 = 0.5\ \Omega/\mathrm{cm} × 20\ \mathrm{cm} = 10\ \Omega$；
此时电路总电阻$R_{总} = R_1 + R_2 = 10\ \Omega + 15\ \Omega = 25\ \Omega$，电路电流：
$I' = \frac{U}{R_{总}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{25\ \Omega} = 0.24\ \mathrm{A}$；
电压表的示数（$R_1$两端电压）：
$U_1 = I' R_1 = 0.24\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 2.4\ \mathrm{V}$；
(3) 当电压表示数$U_1' = 3\ \mathrm{V}$时，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以$R_2$两端电压：
$U_2' = U - U_1' = 6\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V} = 3\ \mathrm{V}$；
电路电流：
$I'' = \frac{U_2'}{R_2} = \frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A}$；
此时滑动变阻器接入的电阻：
$R_1' = \frac{U_1'}{I''} = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$；
已知滑片每移动1 cm电阻变化0.5 Ω，所以移动的距离：
$L = \frac{15\ \Omega}{0.5\ \Omega/\mathrm{cm}} = 30\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)0.4 A；(2)2.4 V；(3)30 cm
【知识点】
串联电路、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】
本题结合坐位体前屈测试仪的实际场景，考查串联电路特点及欧姆定律的应用，需明确电路结构，灵活运用公式计算，属于电学基础应用题型，注重理论联系实际。
【难度系数】
0.6
