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16. 实验 考法 开放性设问 「2026河北保定月考，★☆」(21分)小明用标有“2.5 V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于
(2)排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而
(4)受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系方面进行阐述）。
答：
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于
b
（选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器断路
（选填“短路”或“断路”）；(2)排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为
1.2
V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为6.25
Ω，小灯泡的额定功率为1
W；(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而
增大
（选填“增大”或“减小”）；(4)受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系方面进行阐述）。
答：
选电压表，待测物体温度越高，电压表示数越大
。答案
16.答案 (1)b 断路
(2)1.2 6.25 1
(3)增大
(4)选电压表，待测物体温度越高，电压表示数越大
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 b 端；闭合开关后，发现小灯泡不亮，可能是电路中出现断路，则可能是滑动变阻器断路；
(2)电压表选择小测量范围，分度值为 0.1 V，示数为 1.2 V；由图丙可知，小灯泡正常发光时通过的电流为 0.4 A，则小灯泡正常发光时的电阻 $R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=6.25\ \Omega$，小灯泡的额定功率为 $P_\mathrm{L}=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=2.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{W}$；
(3)图丙中，当灯泡两端电压变大时，通过灯泡的电流也变大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大；
(4)温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，电阻丝两端的电压越大，电压表示数越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
(2)1.2 6.25 1
(3)增大
(4)选电压表，待测物体温度越高，电压表示数越大
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 b 端；闭合开关后，发现小灯泡不亮，可能是电路中出现断路，则可能是滑动变阻器断路；
(2)电压表选择小测量范围，分度值为 0.1 V，示数为 1.2 V；由图丙可知，小灯泡正常发光时通过的电流为 0.4 A，则小灯泡正常发光时的电阻 $R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=6.25\ \Omega$，小灯泡的额定功率为 $P_\mathrm{L}=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=2.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{W}$；
(3)图丙中，当灯泡两端电压变大时，通过灯泡的电流也变大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大；
(4)温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，电阻丝两端的电压越大，电压表示数越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开，需结合滑动变阻器的使用规则、电表读数方法、欧姆定律、电功率计算、电阻与温度的关系及串联分压规律解题。
(1) 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处，据此判断滑片位置；电路故障分析：小灯泡不亮说明电路断路或小灯泡短路，结合滑动变阻器的故障类型判断。
(2) 电压表读数先确定量程和分度值，再读取示数；小灯泡正常发光时电压为额定电压，从U-I图像中找到对应电流，利用欧姆定律计算电阻，电功率公式计算额定功率。
(3) U-I图像为曲线说明电阻随电压（温度）变化，结合灯丝电阻特性分析。
(4) 改装温度传感器时，利用电阻丝电阻随温度变化的特点，结合串联分压规律分析电表的示数变化，选择合适电表。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器应调至阻值最大位置，由图甲可知，滑片置于b端时接入电路的电阻最大；闭合开关后小灯泡不亮，若滑动变阻器短路，电路仍导通，小灯泡可能发光；若滑动变阻器断路，整个电路断开，小灯泡不亮，故故障为滑动变阻器断路。
(2) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为1.2V；小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V，由图丙可知，此时对应的电流为0.4A，根据欧姆定律，正常发光时电阻$R_L=\frac{U_L}{I_L}=\frac{2.5V}{0.4A}=6.25Ω$；额定功率$P_L=U_LI_L=2.5V×0.4A=1W$。
(3) 由图丙可知，小灯泡两端电压增大时，电流也增大，实际功率增大，灯丝温度升高，U-I图像为曲线，说明小灯泡的电阻随温度升高而增大。
(4) 选电压表；理由：将小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压规律，电阻丝两端的电压越大，电压表示数越大，因此选电压表改装为温度显示仪。
【答案】
(1) b；断路
(2) 1.2；6.25；1
(3) 增大
(4) 选电压表，待测物体温度越高，电压表示数越大
【知识点】
测量小灯泡的电功率、欧姆定律、电阻与温度的关系
【点评】
本题是“测量小灯泡的电功率”的综合实验题，涵盖滑动变阻器使用、电表读数、电功率计算、电阻特性及电路改装等知识点，注重对实验原理和规律的应用，需结合图像分析问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开，需结合滑动变阻器的使用规则、电表读数方法、欧姆定律、电功率计算、电阻与温度的关系及串联分压规律解题。
(1) 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处，据此判断滑片位置；电路故障分析：小灯泡不亮说明电路断路或小灯泡短路，结合滑动变阻器的故障类型判断。
(2) 电压表读数先确定量程和分度值，再读取示数；小灯泡正常发光时电压为额定电压，从U-I图像中找到对应电流，利用欧姆定律计算电阻，电功率公式计算额定功率。
(3) U-I图像为曲线说明电阻随电压（温度）变化，结合灯丝电阻特性分析。
(4) 改装温度传感器时，利用电阻丝电阻随温度变化的特点，结合串联分压规律分析电表的示数变化，选择合适电表。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器应调至阻值最大位置，由图甲可知，滑片置于b端时接入电路的电阻最大；闭合开关后小灯泡不亮，若滑动变阻器短路，电路仍导通，小灯泡可能发光；若滑动变阻器断路，整个电路断开，小灯泡不亮，故故障为滑动变阻器断路。
(2) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为1.2V；小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V，由图丙可知，此时对应的电流为0.4A，根据欧姆定律，正常发光时电阻$R_L=\frac{U_L}{I_L}=\frac{2.5V}{0.4A}=6.25Ω$；额定功率$P_L=U_LI_L=2.5V×0.4A=1W$。
(3) 由图丙可知，小灯泡两端电压增大时，电流也增大，实际功率增大，灯丝温度升高，U-I图像为曲线，说明小灯泡的电阻随温度升高而增大。
(4) 选电压表；理由：将小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压规律，电阻丝两端的电压越大，电压表示数越大，因此选电压表改装为温度显示仪。
【答案】
(1) b；断路
(2) 1.2；6.25；1
(3) 增大
(4) 选电压表，待测物体温度越高，电压表示数越大
【知识点】
测量小灯泡的电功率、欧姆定律、电阻与温度的关系
【点评】
本题是“测量小灯泡的电功率”的综合实验题，涵盖滑动变阻器使用、电表读数、电功率计算、电阻特性及电路改装等知识点，注重对实验原理和规律的应用，需结合图像分析问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
