1 在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω，有两个规格分别为“10 Ω 1 A”和“50 Ω 2 A”的滑动变阻器，电源电压为9 V。

（1）本实验中应该选择规格为的滑动变阻器。
（2）开始按图甲连接好电路，闭合开关前发现电流表的指针偏转到乙图的位置，则电流表产生此现象的原因是。正确连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近9 V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是灯泡。
（3）故障排除后，闭合开关，实验过程中发现电压表示数为2 V，为了测定小灯泡的额定功率，同学们应将变阻器滑片向（选填“左”或“右”）端移动，直到小灯泡正常发光。
（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像如图丙所示，则小灯泡的额定功率为W。在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比（选填“变大”“变小”或“不变”），导致这一结果的原因是。

1.（1）“50 Ω 2 A” （2）电流表未调零 开路 （3）右 （4）0.5 变大 灯丝的电阻随温度的升高而增大

【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开，需结合串联电路规律、滑动变阻器原理、电路故障特点及灯丝电阻特性分析：
1. 滑动变阻器选择：根据灯泡额定电压、电阻算出额定电流，结合电源电压算出滑动变阻器需分担的电压，进而确定所需最小阻值，匹配滑动变阻器规格；
2. 电流表异常与电路故障：闭合开关前电流表指针偏左是未调零；灯泡不亮、电流几乎为0且电压接近电源电压，说明灯泡断路；
3. 滑片调节：电压低于额定电压时，需减小滑动变阻器接入电阻以增大灯泡电压，结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向；
4. 额定功率与电阻变化：额定电压对应丙图电流计算额定功率；电压表与电流表示数之比为灯丝电阻，结合灯丝电阻随温度变化的特点分析比值变化。
【解析】
（1）灯泡额定电压$U_{额}=2.5V$，电阻约$10Ω$，则额定电流$I_{额}=\frac{U_{额}}{R_{L}}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A$。电源电压$U=9V$，滑动变阻器需分担电压$U_{滑}=U-U_{额}=9V-2.5V=6.5V$，此时滑动变阻器最小阻值$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_{额}}=\frac{6.5V}{0.25A}=26Ω$，故选“$50Ω\ 2A$”的滑动变阻器。
（2）闭合开关前电流表指针偏在0刻度左侧，原因是电流表未调零；闭合开关后，灯泡不亮、电流几乎为0（断路特征），电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为灯泡开路（断路）。
（3）电压表示数为$2V$，小于额定电压$2.5V$，需增大灯泡两端电压。根据串联分压规律，应减小滑动变阻器接入电阻；由图甲，滑动变阻器接$B、C$接线柱，滑片向右移动时接入电阻变小，故滑片向右端移动，直到电压表示数为$2.5V$。
（4）小灯泡额定电压$2.5V$，由丙图可知，当$U=2.5V$时，电流$I=0.2A$，额定功率$P_{额}=U_{额}I=2.5V×0.2A=0.5W$；电压表与电流表示数之比为灯丝电阻，当电压增大时，灯泡功率增大，灯丝温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故比值变大。
【答案】
（1）“50 Ω 2 A”；（2）电流表未调零；开路；（3）右；（4）0.5；变大；灯丝的电阻随温度的升高而增大
【知识点】
测量小灯泡的电功率；滑动变阻器的选择；电路故障分析
【点评】
本题综合考查“测量小灯泡的电功率”实验的核心知识点，涵盖滑动变阻器选型、电路故障判断、额定功率计算及灯丝电阻特性，需结合串联电路规律和实验现象分析，重点掌握灯丝电阻随温度变化的特点，属于中等难度实验题。
【难度系数】
0.5

2 新素养 科学思维 在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”实验时，在装有相同初温、质量的煤油的瓶子内装入铜丝和镍铬合金丝($R_{铜}＜R_{镍铬}$)，如图甲所示。

(1) 实验中是通过观察来显示电流产生热量的多少。
(2) 为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有比热容、吸热升温的特点。
(3) 如图甲所示，将铜丝和镍铬合金丝串联，是为了控制和通电时间相同。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片在某一位置，一段时间后观察到B瓶中温度计的示数大于A瓶中温度计的示数，可得出结论：在其他条件一定时，越大，电流通过导体产生的热量越多。
(4) 该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与的关系。
(5) 如图乙装置通电一段时间，(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。为了使实验现象更明显，可以将$R_3$的阻值换成(选填“4 Ω”或“6 Ω”)的。

2.（1）温度计的示数的变化 （2）小 快 （3）电流 电阻 （4）电流 （5）左瓶 4 Ω

【分析】
本题围绕“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验展开，需结合转换法、控制变量法及焦耳定律（$Q=I^2Rt$）分析各问题：
1. 利用转换法，通过温度计示数变化间接反映电流产生热量的多少；
2. 选用煤油是因为其比热容小，相同质量吸热时升温更快，实验效果更明显；
3. 串联电路可控制电流和通电时间相同，结合电阻差异分析热量与电阻的关系；
4. 乙装置通过电阻连接方式改变电流，可研究热量与电流的关系；
5. 分析乙图中电阻的电流大小，结合焦耳定律判断热量，再根据电流差确定$R_3$的阻值选择。
【解析】
(1) 电流产生的热量无法直接观察，实验中通过温度计的示数变化间接显示热量多少，这是转换法的应用；
(2) 煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水吸收相同热量时，煤油升温更快，能在短时间内达到明显实验效果，因此选用煤油；
(3) 串联电路电流处处相等，将铜丝和镍铬合金丝串联，是为了控制电流和通电时间相同；A瓶铜丝电阻小，B瓶镍铬合金丝电阻大，B瓶温度计示数更高，说明在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多；
(4) 乙装置中，$R_2$与$R_3$并联后再与$R_1$串联，$R_1$和$R_2$电阻相同、通电时间相同，但通过的电流不同，因此可研究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系；
(5) 乙图中，$R_2$与$R_3$并联，两端电压相等，且$R_2=R_3=5Ω$，故通过$R_2$和$R_3$的电流相等，设为$I$；通过左瓶$R_1$的电流为$I_{总}=I+I=2I$；根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，$R_1$和$R_2$电阻、通电时间相同，$I_{总}＞I$，所以左瓶产生的热量多；要使现象更明显，需增大$I_{总}$与$I$的差值，差值$\Delta I=\frac{U}{R_3}$，减小$R_3$可增大$\Delta I$，因此换成$4Ω$的。
【答案】
(1) 温度计的示数的变化 (2) 小；快 (3) 电流；电阻 (4) 电流 (5) 左瓶；4 Ω
【知识点】
焦耳定律；转换法；控制变量法
【点评】
本题是探究焦耳定律的经典实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，需结合串并联电路特点及焦耳定律公式分析问题，是电学实验的核心考点，需熟练掌握实验原理与方法。
【难度系数】
0.6