3. 如图甲所示，为某同学“测量小灯泡电阻”的实验电路图，其中电源电压恒定，小灯泡正常工作时的电压为2.5 V.

(1)根据电路图连接好电路后，检查电路时发现电流表的指针如图乙所示，接下来的操作是.
(2)实验中测量出了小灯泡在不同电压下对应的电流值，并绘制出了小灯泡的I-U图像如图丙所示.若某次测量时小灯泡两端的电压为2 V，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，此时滑动变阻器的滑片P应该向(填“左”或“右”)滑动，小灯泡正常工作时的电阻为Ω.
(3)该同学发现小灯泡的I-U图像并不是一条直线，说明流过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是正比关系，其原因是.

(1)电流表调零
(2)左 10
(3)小灯泡的电阻随着温度的升高而增大

【分析】
第(1)问：电流表使用前需确保指针指在零刻度线处，图乙中电流表指针未对齐零刻度线，需进行调零操作；第(2)问：要使小灯泡电压从2V升高到额定电压2.5V，需减小滑动变阻器的分压，即减小滑动变阻器接入电阻，结合电路图判断滑片移动方向；根据丙图找到额定电压对应的电流，利用欧姆定律计算正常工作时的电阻；第(3)问：小灯泡灯丝电阻随温度变化，导致I-U图像不是直线，电流与电压不成正比。
【解析】
(1) 图乙中电流表指针在零刻度线左侧，说明电流表未调零，接下来应将电流表指针调至零刻度线处，即对电流表进行调零。
(2) 小灯泡额定电压为2.5V，当前电压为2V，需增大灯泡两端电压。根据串联电路分压规律，要增大灯泡电压，需减小滑动变阻器接入电路的电阻；由图甲可知，滑动变阻器滑片向左滑动时接入电阻变小，故滑片向左移动。由图丙可知，当小灯泡电压为2.5V时，对应的电流为0.25A，根据欧姆定律，小灯泡正常工作时的电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.25A}=10Ω$。
(3) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，当灯泡两端电压增大时，电流增大，灯丝温度升高，电阻发生变化，因此流过小灯泡的电流与两端电压不成正比，I-U图像不是直线。
【答案】
(1) 电流表调零
(2) 左；10
(3) 小灯泡的电阻随着温度的升高而增大
【知识点】
电流表的使用；欧姆定律；影响电阻的因素
【点评】
本题围绕“测量小灯泡电阻”实验展开，考查电流表操作、滑动变阻器调节、欧姆定律计算及灯丝电阻特性，需结合电路图和I-U图像分析，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5

4.小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验,器材有:干电池两节、开关、电压表、电流表、滑动变阻器(20 Ω 5 A)、待测电阻各一个,导线若干.

(1)连接电路前,小明发现电流表指针如图甲所示,于是他将电流表指针调至.
(2)用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整(要求:导线不交叉,滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数变大).
(3)连接好电路,闭合开关S,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是.
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,若$R_x$两端所加电压如图丙所示,此时通过$R_x$的电流为0.6 A,则$R_x$的阻值为Ω.(结果保留一位小数)
(5)小华又设计了如图丁所示的测量电路,同样测量未知电阻$R_x$,其中$R_0$是定值电阻.请在空格内把实验步骤补充完整.
①根据所设计的电路图,写出主要的实验步骤并用相应的字母代替物理量:
a. ;
b. ;
②写出待测电阻$R_x$的表达式: .

(1)零刻度线处
(2)
(3)电阻$R_x$断路
(4)4.2
(5)①a. 开关S闭合,读出电流表的示数I
b. 开关S断开,读出电流表的示数I'
②$R_x=\frac{(I-I')R_0}{I'}$

【分析】
本题围绕“测量定值电阻的阻值”实验展开，各小问解题思路如下：
1. 连接电路前需保证电流表指针在零位，避免测量误差；
2. 滑动变阻器的连接需满足“滑片左滑电流变大”，即接入电阻变小，需按“一上一下”原则接左下接线柱；
3. 电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压说明电压表串联在电路中，据此判断故障；
4. 利用电压表读数和已知电流，结合欧姆定律计算待测电阻阻值；
5. 丁图电路通过开关通断改变电路结构，利用电源电压不变的特点，结合两次电流值推导待测电阻表达式。
【解析】
(1) 连接电路前，电流表指针未指零，需将其调至零刻度线处，确保测量准确；
(2) 滑动变阻器要求滑片左滑电流变大，即接入电阻变小，故将滑动变阻器的左下接线柱A接入电路（与电流表负接线柱相连），导线不交叉，完成实物连接；
(3) 电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两端与电源连通，故障为待测电阻$R_x$断路；
(4) 由丙图可知，电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，读数为2.5V，已知通过$R_x$的电流为0.6A，根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得$R_x=\frac{2.5V}{0.6A}\approx4.2\Omega$；
(5) ①实验步骤：
a. 开关S闭合，此时$R_x$被短路，电路为$R_0$的简单电路，读出电流表的示数$I$；
b. 开关S断开，此时$R_0$与$R_x$串联，读出电流表的示数$I'$；
②电源电压不变，故$U=IR_0=I'(R_0+R_x)$，整理得$R_x=\frac{(I-I')R_0}{I'}$。
【答案】
(1)零刻度线处
(2)
(3)电阻$R_x$断路
(4)4.2
(5)①a. 开关S闭合,读出电流表的示数I；b. 开关S断开,读出电流表的示数I'；②$R_x=\frac{(I-I')R_0}{I'}$
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题是电学实验的典型题型，涵盖伏安法测电阻的基本操作、电路故障判断、欧姆定律应用及特殊方法测电阻，注重实验细节和电路分析能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.3