1. 小明和小芳利用图甲电路，测量标有“2.5 V”字样的灯泡L的电功率。

1题图
(1)请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。连线时，开关S应。
(2)闭合开关S，移动滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表的示数接近电源电压且几乎不变。为排除故障，小明检查了开关S并拧紧两端接线柱，小芳则将灯泡L与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，则（选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后进行实验，闭合开关S，发现电压表的示数为0.5 V，为使灯泡L两端电压达到额定电压，应向（选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片P，直至观察到电压表示数为2.5 V。此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为A，则灯泡L正常发光时的电阻为Ω，电功率为W。
(4)本实验中进行多次测量的目的是。
A.求平均值以减小误差
B.收集多组实验数据以寻找规律
(5)小明将实验中的灯泡L换成5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻，他想完成的探究实验是。

1.(1) 如所示 断开
(2) 小芳
(3) A 0.5 5 1.25
(4) B
(5) 探究电压一定时,电流与电阻的关系

【分析】
本题为电学综合实验题，分小问梳理思路：
(1) 连接电路时，电压表需并联在灯泡两端，灯泡额定电压2.5V，选0~3V量程，故将电压表“3”接线柱与灯泡右端相连；连接电路时开关必须断开，避免短路损坏器材。
(2) 电流几乎为零说明电路断路，电压接近电源电压说明电压表串联在电路中，故障为灯泡断路，因此拧紧灯泡的小芳操作正确。
(3) 灯泡电压低于额定电压，需增大灯泡电压，根据串联分压，应减小滑动变阻器接入电阻，滑片向A端移动；电流表用0~0.6A量程，读数为0.5A；利用欧姆定律和电功率公式计算电阻、功率。
(4) 测灯泡电功率时，多次测量是为了寻找不同电压下的功率规律，而非减小误差。
(5) 换定值电阻且控制电压不变，目的是探究电压一定时电流与电阻的关系。
【解析】
(1) 电路连接：将电压表的“3”接线柱与灯泡L的右接线柱连接（对应题答图连线）；连接电路时，开关S应断开，防止电路短路。
(2) 故障分析：电流表示数几乎为零→电路断路；电压表示数接近电源电压→电压表与电源连通，故障为灯泡L断路，故小芳拧紧灯泡的操作正确。
(3) 电压调节：灯泡电压0.5V＜2.5V，需减小滑动变阻器电阻，滑片向A端移动；电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，示数为0.5A；电阻R=U额/I=2.5V/0.5A=5Ω；电功率P=U额I=2.5V×0.5A=1.25W。
(4) 多次测量目的：测灯泡电功率时，多次测量是为了收集多组数据寻找规律，故选B。
(5) 实验探究：换不同定值电阻，控制电阻两端电压不变，探究电压一定时电流与电阻的关系。
【答案】
(1) 连线如1题答图所示；断开
(2) 小芳
(3) A；0.5；5；1.25
(4) B
(5) 探究电压一定时，电流与电阻的关系
【知识点】
伏安法测电功率、电路故障分析、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题考查初中电学核心实验知识点，涵盖电路连接、故障判断、电功率计算、实验目的等，注重对实验原理和操作的理解，是电学综合重点题型。
【难度系数】
0.5

2.如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。

2题图
(1)实验中,加热空气的好处是;在实验中通过观察反映电流通过电阻丝产生热量的多少,这里采用的物理方法是;除了这一种实验方法外,本实验还用到的另一种实验方法是。
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝(填电路连接方式),是为了探究电流产生的热量与大小的关系;通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。
(3)利用图(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;该装置通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。
(4)图乙中,$R_1$和$R_2$两电阻丝在相等时间内产生的热量之比为$Q_1:Q_2 =$。电阻丝$R_3$的作用主要是使通过电阻丝$R_1$和$R_2$的电流(选填“相等”或“不相等”),所以$R_2$与$R_3$的阻值(选填“一定”或“不一定”)相同。为了使左右两U形管内液面高度差的变化更大,$R_3$应选用阻值为(选填“2 Ω”、“5 Ω”或“10 Ω”)的电阻丝。

2.(1) 空气受热易膨胀且现象较为明显 U 形管中液面高度变化 转换法 控制变量法
(2) 串联 电阻 右
(3) 乙 左
(4) 4:1 不相等 不一定 2 Ω

【分析】
本题围绕探究电流产生热量的影响因素（焦耳定律实验）展开，需结合实验设计思路、转换法与控制变量法的应用、焦耳定律公式$Q=I^2Rt$分析：
1. 第(1)问：加热空气的优势是空气受热膨胀明显，便于观察；通过U形管液面高度差反映热量，属于转换法；实验探究多个变量对热量的影响，用到控制变量法。
2. 第(2)问：图甲中两电阻串联，电流、时间相同，电阻不同，探究热量与电阻的关系；根据焦耳定律，电阻越大热量越多，右侧电阻大，热量多。
3. 第(3)问：探究热量与电流的关系，需控制电阻、时间相同，改变电流，图乙中$R_1$与$R_2$电阻相同、电流不同，符合要求；左侧$R_1$电流大，热量多。
4. 第(4)问：图乙中$R_2$与$R_3$并联后和$R_1$串联，根据并联电路电压相等和焦耳定律计算热量比；$R_3$使$R_1$、$R_2$电流不相等，故阻值不一定相同；要增大电流差，需$R_3$阻值更小，选2Ω。
【解析】
(1) 空气受热易膨胀，现象明显，便于观察；实验中通过U形管中液面高度变化反映电阻丝产生热量的多少，将不易观察的热量转换为易观察的液面变化，这种方法是转换法；本实验探究电流产生热量与电流、电阻、时间的关系，需控制其他变量不变，用到控制变量法。
(2) 图甲中两段电阻丝串联，电流和通电时间相同，电阻不同，目的是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电流和时间相同时，电阻越大，产生热量越多，右侧电阻为10Ω，大于左侧5Ω，故右侧容器内电阻丝产生的热量多。
(3) 探究电流产生的热量与电流大小的关系，需控制电阻和通电时间相同，改变电流，图乙中$R_1$与$R_2$电阻均为5Ω，$R_1$在干路（电流为$I_1$），$R_2$在支路（电流为$I_2$），$I_1＞I_2$，符合要求；根据$Q=I^2Rt$，电阻和时间相同时，电流越大，热量越多，故左侧容器内电阻丝产生的热量多。
(4) 图乙中，$R_2$与$R_3$并联，再与$R_1$串联，$R_1=R_2=5Ω$；并联电路电压相等，即$I_2R_2=I_3R_3$，干路电流$I_1=I_2+I_3$；根据$Q=I^2Rt$，通电时间$t$相同、电阻$R$相同，热量比$Q_1:Q_2=I_1^2:I_2^2$；当$R_2=R_3$时，$I_2=I_3$，故$I_1=2I_2$，得$Q_1:Q_2=4:1$；$R_3$使通过$R_1$和$R_2$的电流不相等，所以$R_2$与$R_3$的阻值不一定相同；要使液面高度差变化更大，需$I_1$与$I_2$的差值更大，即$I_3$更大，由$I_3=\frac{U}{R_3}$，$R_3$越小，$I_3$越大，故选2Ω。
【答案】
(1) 空气受热易膨胀且现象较为明显；U形管中液面高度变化；转换法；控制变量法
(2) 串联；电阻；右
(3) 乙；左
(4) $4:1$；不相等；不一定；$2 Ω$
【知识点】
焦耳定律；转换法；控制变量法
【点评】
本题是焦耳定律的经典实验题，重点考查实验方法的应用和焦耳定律公式的计算，需明确实验变量控制和电路连接特点，是初中物理的重点考查内容，难度适中。
【难度系数】
0.6