10.某同学采用如图所示的电路来测量标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻，电源为两节新干电池串联。
(1)为保证电路安全，闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至最（选填“左”或“右”）端。
(2)闭合开关后，发现小灯泡不亮，且电压表有示数，而电流表无示数。分析可知，电路中发生的故障可能是。
(3)排除故障后，该同学将实验中的数据填入表中。


①小灯泡正常发光的电阻为Ω。（结果保留一位小数）
②下面四个图像，与该同学实验过程中小灯泡的I-U关系相符合的是（填序号）。

③该同学在实验中选用的滑动变阻器的最大阻值为（选填“10 Ω”“20 Ω”“50 Ω”或“60 Ω”）。

10.(1)左 (2)小灯泡断路 (3)①8.9 ②B ③60 Ω

【分析】
1. 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处保护电路，根据实验电路连接，滑片调至最左端时接入电阻最大，故确定第一空答案；
2. 电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，由此判断故障类型；
3. ①小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V，利用欧姆定律结合对应电流计算电阻；②小灯泡电阻随温度升高而增大，I-U图像为曲线且斜率变化，据此选对应图像；③电源总电压为3V，当小灯泡电压最小时，计算滑动变阻器的最大电阻，结合选项确定答案。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器应调至接入电路电阻最大的位置，由电路连接可知，滑片调至最左端时滑动变阻器接入电阻最大，故填左。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端与电源两极连通，因此故障为小灯泡断路。
(3) ①小灯泡正常发光时电压U=2.5V，由实验数据得对应电流I≈0.28A，根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.28A≈8.9Ω；②小灯泡电阻随温度升高而增大，I-U图像为曲线且电压增大时电流增加变慢，符合的图像为B；③电源总电压U总=3V，当小灯泡两端电压最小时，滑动变阻器两端电压U滑=3V-0.3V=2.7V，对应电流I'≈0.05A，滑动变阻器最大阻值R滑=U滑/I'=2.7V/0.05A=54Ω，结合选项选60Ω。
【答案】10.(1)左 (2)小灯泡断路 (3)①8.9 ②B ③60 Ω
【知识点】滑动变阻器的使用、电路故障分析、欧姆定律的应用
【点评】本题为电学实验综合题，考查测量小灯泡电阻实验的操作、故障判断、欧姆定律应用及I-U图像分析，需掌握实验原理和要点，难度适中。
【难度系数】0.5

11.在“探究电压一定时电流与电阻关系”的实验中，同学们利用了阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻和变阻器进行了探究，滑动变阻器规格是“10 Ω 1 A”，电源电压为4.5 V并保持不变。

(1)用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。
(2)闭合开关前，若电流表指针如图乙所示，则对电流表的操作应该是。
(3)正确连线后，闭合开关时发现，电流表指针几乎不动，电压表指针向右偏转，移动滑片时电压表指针明显变化，原因可能是。
(4)排除故障后先接入15 Ω的电阻，调节滑片使电压表示数为3 V，观察到电流表示数如图丙所示，则电流表示数为A，用10 Ω电阻代替15 Ω电阻接入电路，应将滑片向(选填“左”或“右”)端移动，才能使电压表示数保持3 V，并记录下电流表示数为0.3 A，用5 Ω电阻代替10 Ω电阻接入电路，正确操作，电流表示数为0.6 A。
(5)分析三次的实验数据，可得出初步结论是。
(6)小强同学继续探究：他用了30 Ω的定值电阻代替原来的电阻进行实验，发现无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为3 V，原因是，此时要使电压表示数能保持3 V，则要求变阻器的最大阻值最少为Ω。

11.(1)图略(电压表“-”接线柱与R 右端相连) (2)将指针调零 (3)电流表短路 (4)0.2 左 (5)电压一定时，电流与电阻成反比 (6)滑动变阻器最大阻值太小 15

【分析】
本题是“探究电压一定时电流与电阻关系”的电学实验题，需结合实验原理、电表使用、故障分析、欧姆定律及串联分压规律逐一解决问题：
(1) 实验中电压表需测定值电阻两端电压，定值电阻两端控制为3V，电源电压4.5V，故电压表选0~3V量程，需将电压表并联在定值电阻R两端；
(2) 闭合开关前电流表指针未指零，需对电流表进行调零操作；
(3) 电流表几乎不动说明电路电流极小或电流表短路，电压表偏转说明电压表与电源连通，结合移动滑片时电压表变化，判断故障为电流表短路；
(4) 电流表量程为0~0.6A，分度值0.02A，读取电流值；换用更小定值电阻后，根据串联分压，定值电阻分压减小，需减小滑动变阻器接入电阻以增大定值电阻分压至3V，结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向；
(5) 分析实验数据，电压一定时电流与电阻的变化关系得出结论；
(6) 计算用30Ω电阻时所需滑动变阻器的阻值，与现有滑动变阻器最大阻值对比，分析不能满足要求的原因，再计算所需最小滑动变阻器阻值。
【解析】
(1) 探究电流与电阻关系时，电压表需并联在定值电阻两端，定值电阻两端电压需控制为3V，故电压表选用0~3V量程，将电压表的“-”接线柱与R的右端相连，完成电路连接；
(2) 闭合开关前，电流表指针未对准零刻度线，应对电流表进行调零操作；
(3) 电流表指针几乎不动，说明电路中电流极小或电流表短路；电压表指针向右偏转，说明电压表与电源两极连通，移动滑片时电压表指针明显变化，说明滑动变阻器正常工作，因此故障为电流表短路；
(4) 图丙中电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；用10Ω电阻代替15Ω电阻后，定值电阻阻值减小，根据串联分压原理，定值电阻两端电压会减小，为保持定值电阻两端电压为3V，需减小滑动变阻器接入电路的电阻，使滑动变阻器分压减小，定值电阻分压增大；结合滑动变阻器接左下端和右上端，滑片向左移动时接入电阻减小，故滑片向左移动；
(5) 三次实验中，定值电阻两端电压均为3V，电阻增大时电流减小，且电流与电阻的乘积为定值，故结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
(6) 当接入30Ω定值电阻时，电路电流$ I=\frac{U_R}{R}=\frac{3V}{30Ω}=0.1A $，滑动变阻器两端电压$ U_{滑}=4.5V-3V=1.5V $，所需滑动变阻器阻值$ R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{1.5V}{0.1A}=15Ω $，现有滑动变阻器最大阻值为10Ω，故原因是滑动变阻器最大阻值太小；因此要使电压表示数保持3V，变阻器最大阻值最少为15Ω。
【答案】
(1) 图略（电压表“-”接线柱与R右端相连） (2) 将指针调零 (3) 电流表短路 (4) 0.2；左 (5) 电压一定时，电流与电阻成反比 (6) 滑动变阻器最大阻值太小；15
【知识点】
探究电流与电阻的关系、电流表的使用、串联分压规律
【点评】
本题为电学综合实验题，围绕“探究电压一定时电流与电阻关系”实验，考查电路连接、电表操作、故障分析、欧姆定律应用及实验结论总结，需学生熟练掌握电学实验核心要点，综合性较强。
【难度系数】
0.6