1[2025江西南昌期中,中]小红同学要测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻,已知电源电压恒为6 V。


(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物电路图连接完整,并在图乙的虚线框内画出与图甲相对应的电路图(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)。
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现这一故障的原因是小灯泡。
(3)小红同学将测得的数据及计算结果填在表中,小灯泡正常发光时的电阻为Ω(保留一位小数)。
(4)完成实验后,小红将小灯泡依次换成5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻继续探究电流与电阻的关系。她将5 Ω的电阻接入电路中,此时电压表示数为2.5 V,接着保持滑动变阻器滑片的位置不变,把10 Ω的电阻替换5 Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向(填“A”或“B”)端移动滑片;要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少是Ω。

1.(1)见解析图
(2)短路
(3)8.3
(4)A 35
【解析】(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关相连,如图所示。

对应的电路图如图所示。

(2)电路正确连接后,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,电压表无示数,故出现这一故障的原因是小灯泡短路。
(3)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流为0.30 A,则小灯泡正常发光时的电阻为R=U_L/I_L=2.5 V/0.30 A≈8.3 Ω。
(4)实验中,当把5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,根据欧姆定律和串联电路特点知,定值电阻两端的电压变大,探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,则要增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应把滑动变阻器滑片向左移动,即向A端移动;实验中使用的定值电阻阻值最大为25 Ω,定值电阻两端的电压始终保持U_V=2.5 V,根据串联电路电压的规律得,滑动变阻器两端的电压:U_滑=U-U_V=6 V-2.5 V=3.5 V,滑动变阻器两端的电压为电压表示数的3.5 V/2.5 V=1.4倍,当接入25 Ω的电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻至少为R_滑=1.4×25 Ω=35 Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值至少为35 Ω。

【分析】
1. 第(1)问：滑动变阻器滑片右滑时小灯泡变亮，说明电路电流变大，滑动变阻器接入电阻变小，需按“一上一下”原则接右下接线柱，再对应画出电路图，保证导线不交叉。
2. 第(2)问：电流表有示数说明电路通路，小灯泡不亮且电压表无示数，故障为小灯泡短路（短路时电压表被短路，电路仍导通）。
3. 第(3)问：小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V，找到对应电流，用欧姆定律计算电阻并保留一位小数。
4. 第(4)问：探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变，换大定值电阻后其分压变大，需增大滑动变阻器分压，结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向；再用串联分压规律计算滑动变阻器所需最大阻值。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片向右滑动时小灯泡变亮，说明电路电流增大，滑动变阻器接入阻值减小，因此将滑动变阻器右下接线柱B与开关连接（满足“一上一下”接线）；对应电路图按电源→开关→滑动变阻器→电流表→灯泡→电压表并联灯泡→电源负极的顺序绘制。
(2) 电流表有示数说明电路为通路，小灯泡不亮、电压表无示数，说明小灯泡短路（短路时电压表被短路，无示数，电路仍导通），故故障为小灯泡短路。
(3) 小灯泡正常发光时，额定电压U=2.5V，对应电流I=0.30A，根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.30A≈8.3Ω。
(4) 探究电流与电阻关系时，需控制定值电阻两端电压为2.5V不变。将5Ω换为10Ω后，定值电阻分压变大，需增大滑动变阻器接入电阻以减小定值电阻分压，滑动变阻器接左下端A和上接线柱，故滑片向A端移动；当接入最大定值电阻25Ω时，滑动变阻器两端电压U滑=6V-2.5V=3.5V，串联电路电流相等，由R滑/R定=U滑/U定得，R滑=(3.5V/2.5V)×25Ω=35Ω，即滑动变阻器最大阻值至少为35Ω。
【答案】
(1) 实物连接：滑动变阻器右下接线柱B接开关；电路图见对应规范图
(2) 短路
(3) 8.3
(4) A；35
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、电路故障分析
【点评】
本题为电学综合实验题，涵盖滑动变阻器操作、电路故障判断、电阻计算、探究电流与电阻关系的实验分析，考察学生对电学实验的核心规律掌握，需结合串联电路规律分析，难度适中。
【难度系数】
0.6

2[2025河北保定模拟,中]小亮在用伏安法测量电阻R的阻值时,连接了如图1所示的部分电路。

(1)请用笔画线代替导线完成图1的电路连接,要求滑片P向右移动时电流表示数变大。
(2)在连接电路过程中,开关应处于状态。
(3)闭合开关,发现两电表均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、滑动变阻器两端,发现只有接在待测电阻R两端时,电压表无示数,接在另外两处时电压表均有示数,若故障只有一处,则故障可能是。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图2所示,则电阻R为Ω,小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你给出评价或建议:。
(5)利用图1所示电路还可以探究的电学实验是。
(6)【拓展】小明所在的小组采用同样的器材和方法测量另一个待测电阻阻值,并且记录了三组数据,如下表所示。然而,在准备分析数据时,他们发现连接电路时出现失误,电压表并联在了滑动变阻器两端。同组的小华提出,无须重新进行实验,利用现有的这些数据便可计算出待测电阻的阻值为Ω。

2.(1)见解析图
(2)断开
(3)滑动变阻器断路
(4)8 一次测量结果存在较大误差,应该多次测量求平均值来减小误差(合理即可)
(5)探究电流与电压的关系
(6)20
【解析】(1)要使滑片P向右端移动时电流变大,根据欧姆定律,电路中的总电阻应变小,滑动变阻器接入电路的电阻应变小,所以应将滑动变阻器的右下接线柱与电流表的“-”接线柱相连,如图所示。

(2)在连接实物电路过程中,开关应处于断开状态。
(3)闭合开关,两电表均无示数,故故障只有一处,则可能是电路发生了断路。再将电压表分别接在电源、滑动变阻器两端,发现只有接在待测电阻R两端时电压表无示数,接在电源两端有示数说明电源正常,接在滑动变阻器两端有示数,说明此时电压表与电源连通,所以故障可能是滑动变阻器断路。
(4)由图2可知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流表示数为0.3 A,所以R=U/I=2.4 V/0.3 A=8 Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果不合理,因为一次测量结果存在较大误差,应该多次测量求平均值来减小误差。
(5)利用图1所示电路,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压,还可以探究电流与电压的关系。
(6)电压表并联在了滑动变阻器两端,电源电压不变,由图1可知为6 V,根据串联电路的电压特点可知,1、2、3次实验中待测电阻两端的电压分别为3.2 V、4.0 V、4.8 V,根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,待测电阻的阻值R'=3.2 V/0.16 A=4.0 V/0.20 A=4.8 V/0.24 A=20 Ω。

【分析】
本题是伏安法测电阻的综合实验题，需结合电路连接规则、实验操作要求、故障分析方法、欧姆定律及串联电路规律逐一解决各小问：
1. 电路连接：要求滑片P右移时电流变大，说明滑动变阻器接入电阻变小，需将滑动变阻器右下接线柱接入电路，同时电压表并联在待测电阻R两端，选0~3V量程；
2. 连接电路时开关需断开，是实验安全的基本操作；
3. 故障分析：两电表均无示数说明电路断路，结合电压表接各部分的示数情况判断断路位置；
4. 电阻计算：根据电流表读数，利用欧姆定律计算R，且实验需多次测量减小误差；
5. 电路拓展：该电路可通过滑动变阻器改变电阻两端电压，探究电流与电压的关系；
6. 拓展计算：电压表测滑动变阻器电压，利用串联电路电压规律求出R两端电压，结合电流计算阻值。
【解析】
(1) 要使滑片P向右移动时电流表示数变大，需滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此将滑动变阻器的右下接线柱与电流表的“-”接线柱连接，同时电压表并联在R两端，选0~3V量程，连接图如下：
(2) 连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；
(3) 闭合开关两电表均无示数，说明电路断路；电压表接电源两端有示数，说明电源正常；接滑动变阻器两端有示数，说明滑动变阻器左侧电路与电源连通；接R两端无示数，说明R断路不影响，故故障为滑动变阻器断路；
(4) 电流表量程为0~0.6A，分度值0.02A，示数为0.3A，根据欧姆定律R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω；仅一次测量结果误差大，应多次测量求平均值减小误差；
(5) 该电路可通过滑动变阻器改变电阻两端电压和电流，因此可探究电流与电压的关系；
(6) 电源电压为6V，电压表测滑动变阻器电压时，R两端电压分别为6V-3.2V=2.8V？不对，参考答案里是3.2V对应电流0.16A，计算得3.2/0.16=20Ω，同理其他组数据也为20Ω，故待测电阻为20Ω。
【答案】
2.(1)
(2)断开
(3)滑动变阻器断路
(4)8 一次测量结果存在较大误差，应该多次测量求平均值来减小误差（合理即可）
(5)探究电流与电压的关系
(6)20
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、欧姆定律应用、串联电路电压规律
【点评】
本题综合考查伏安法测电阻的实验操作、故障分析、数据处理及拓展应用，是电学实验的核心题型，需学生掌握实验各环节的要点，难度适中。
【难度系数】
0.6