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25. 核心素养 科学思维 「2025四川眉山中考，★★」在测量小灯泡发光时的电阻实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压恒为3 V。
(1)如图甲所示电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于
(2)根据实验测得的数据，作出小灯泡的I-U图像如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为
(3)另一组同学在没有电流表的情况下，测量另一只额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，设计了如图丁所示的电路，电源电压恒为4 V，滑动变阻器最大阻值为20 Ω。实验步骤如下：
①闭合开关$S_1$和$S_3$，断开$S_2$，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为
②闭合开关$S_1$和$S_2$，断开$S_3$，保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为1 V；
③小灯泡的额定功率$P=$
(1)如图甲所示电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于
右
（选填“左”或“右”）端；闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时灯泡两端的电压为2
V。(2)根据实验测得的数据，作出小灯泡的I-U图像如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为
10
Ω；进一步分析发现，小灯泡的电阻在发生变化，原因是小灯泡电阻随温度
的改变而改变。(3)另一组同学在没有电流表的情况下，测量另一只额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，设计了如图丁所示的电路，电源电压恒为4 V，滑动变阻器最大阻值为20 Ω。实验步骤如下：
①闭合开关$S_1$和$S_3$，断开$S_2$，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为
1.5
V，这时小灯泡正常发光；②闭合开关$S_1$和$S_2$，断开$S_3$，保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为1 V；
③小灯泡的额定功率$P=$
0.75
W。答案
25.答案 (1)右 2 (2)10 温度 (3)①1.5 ③0.75
解析 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即右端；闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，由图乙可知，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，示数为2 V，故此时灯泡两端的电压为2 V。(2)小灯泡的额定电压为2.5 V，由图丙可知，此时通过小灯泡的电流为0.25 A，则小灯泡正常发光时的电阻为$R=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；小灯泡的电阻在发生变化，原因是小灯泡电阻随温度的改变而改变。(3)①闭合开关$S_1$和$S_3$，断开$S_2$，灯与变阻器串联，电压表测滑片以左电阻丝两端的电压，由串联电路电压的规律，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为1.5 V，这时小灯泡两端的电压$U_\mathrm{L}=4\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=2.5\ \mathrm{V}$，小灯泡正常发光；②闭合开关$S_1$和$S_2$，断开$S_3$，电路为滑动变阻器的简单电路，保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为1 V；电压表测滑片以左电阻丝两端的电压，故滑片以右电阻丝两端的电压$U_\mathrm{右}=4\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$；由串联电路分压规律可知，滑动变阻器滑片以左和以右电阻丝的电阻之比为1:3；由于滑动变阻器最大阻值为20 Ω，所以滑动变阻器以左电阻丝的电阻$R_\mathrm{左}=\frac{1}{1+3}×20\ \Omega=5\ \Omega$；③在①中，由欧姆定律可知，小灯泡的额定电流$I_\mathrm{L}=I_\mathrm{左}=\frac{U_\mathrm{V}}{R_\mathrm{左}}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，小灯泡的额定功率$P=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
解析 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即右端；闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，由图乙可知，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，示数为2 V，故此时灯泡两端的电压为2 V。(2)小灯泡的额定电压为2.5 V，由图丙可知，此时通过小灯泡的电流为0.25 A，则小灯泡正常发光时的电阻为$R=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；小灯泡的电阻在发生变化，原因是小灯泡电阻随温度的改变而改变。(3)①闭合开关$S_1$和$S_3$，断开$S_2$，灯与变阻器串联，电压表测滑片以左电阻丝两端的电压，由串联电路电压的规律，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为1.5 V，这时小灯泡两端的电压$U_\mathrm{L}=4\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=2.5\ \mathrm{V}$，小灯泡正常发光；②闭合开关$S_1$和$S_2$，断开$S_3$，电路为滑动变阻器的简单电路，保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为1 V；电压表测滑片以左电阻丝两端的电压，故滑片以右电阻丝两端的电压$U_\mathrm{右}=4\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$；由串联电路分压规律可知，滑动变阻器滑片以左和以右电阻丝的电阻之比为1:3；由于滑动变阻器最大阻值为20 Ω，所以滑动变阻器以左电阻丝的电阻$R_\mathrm{左}=\frac{1}{1+3}×20\ \Omega=5\ \Omega$；③在①中，由欧姆定律可知，小灯泡的额定电流$I_\mathrm{L}=I_\mathrm{左}=\frac{U_\mathrm{V}}{R_\mathrm{左}}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，小灯泡的额定功率$P=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
本题是电学实验综合题，解题思路如下：
1. 第(1)问：闭合开关前滑动变阻器滑片需置于阻值最大端以保护电路，结合甲图判断滑片位置；电压表读数先确定量程和分度值，再读取示数。
2. 第(2)问：小灯泡正常发光时电压为额定电压，从I-U图像找到对应电流，用欧姆定律计算电阻；小灯泡灯丝电阻随温度变化，这是其电阻改变的原因。
3. 第(3)问：无电流表测额定功率时，利用串联电路电压、电阻关系间接求电流：先让灯泡正常发光（电压为额定值），再通过开关切换测滑动变阻器电压，结合分压规律算出滑动变阻器接入电阻，进而得到灯泡额定电流，最终计算额定功率。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，由图甲可知，滑片在右端时接入电阻最大，故填“右”；电压表选用小量程，分度值为0.1V，图乙示数为2V，故灯泡两端电压为2V。
(2) 小灯泡额定电压为2.5V，由图丙I-U图像知，额定电压对应电流为0.25A，根据欧姆定律，正常发光时电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；小灯泡电阻随温度变化，灯丝温度改变会导致电阻改变。
(3) ①闭合$S_1$、$S_3$，断开$S_2$，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑片以左电阻丝电压，电源电压4V，要使灯泡正常发光（电压2.5V），则滑动变阻器两端电压为$4\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=1.5\ \mathrm{V}$，故电压表示数为1.5V；
②闭合$S_1$、$S_2$，断开$S_3$，电路为滑动变阻器简单电路，电压表示数为1V，此时滑片以右电阻丝电压为$4\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，串联分压得滑片左右电阻比为1:3，滑动变阻器最大阻值20Ω，故滑片以左电阻$R_左=\frac{1}{4}×20\ \Omega=5\ \Omega$；
③步骤①中，电路电流$I=\frac{U_V}{R_左}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，即灯泡额定电流，额定功率$P=U_额I=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)右；2 (2)10；温度 (3)①1.5；③0.75
【知识点】
欧姆定律、电阻的影响因素、额定功率
【点评】
本题考查电学实验的核心操作与计算，涵盖滑动变阻器使用、电压表读数、特殊方法测额定功率等知识点，需灵活运用串联电路规律和欧姆定律，注重科学思维的培养，是中考常见的综合题型。
【难度系数】
0.5
本题是电学实验综合题，解题思路如下：
1. 第(1)问：闭合开关前滑动变阻器滑片需置于阻值最大端以保护电路，结合甲图判断滑片位置；电压表读数先确定量程和分度值，再读取示数。
2. 第(2)问：小灯泡正常发光时电压为额定电压，从I-U图像找到对应电流，用欧姆定律计算电阻；小灯泡灯丝电阻随温度变化，这是其电阻改变的原因。
3. 第(3)问：无电流表测额定功率时，利用串联电路电压、电阻关系间接求电流：先让灯泡正常发光（电压为额定值），再通过开关切换测滑动变阻器电压，结合分压规律算出滑动变阻器接入电阻，进而得到灯泡额定电流，最终计算额定功率。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，由图甲可知，滑片在右端时接入电阻最大，故填“右”；电压表选用小量程，分度值为0.1V，图乙示数为2V，故灯泡两端电压为2V。
(2) 小灯泡额定电压为2.5V，由图丙I-U图像知，额定电压对应电流为0.25A，根据欧姆定律，正常发光时电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；小灯泡电阻随温度变化，灯丝温度改变会导致电阻改变。
(3) ①闭合$S_1$、$S_3$，断开$S_2$，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑片以左电阻丝电压，电源电压4V，要使灯泡正常发光（电压2.5V），则滑动变阻器两端电压为$4\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=1.5\ \mathrm{V}$，故电压表示数为1.5V；
②闭合$S_1$、$S_2$，断开$S_3$，电路为滑动变阻器简单电路，电压表示数为1V，此时滑片以右电阻丝电压为$4\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，串联分压得滑片左右电阻比为1:3，滑动变阻器最大阻值20Ω，故滑片以左电阻$R_左=\frac{1}{4}×20\ \Omega=5\ \Omega$；
③步骤①中，电路电流$I=\frac{U_V}{R_左}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，即灯泡额定电流，额定功率$P=U_额I=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)右；2 (2)10；温度 (3)①1.5；③0.75
【知识点】
欧姆定律、电阻的影响因素、额定功率
【点评】
本题考查电学实验的核心操作与计算，涵盖滑动变阻器使用、电压表读数、特殊方法测额定功率等知识点，需灵活运用串联电路规律和欧姆定律，注重科学思维的培养，是中考常见的综合题型。
【难度系数】
0.5
