4. 实验 考法 开放性设问「2026广东珠海期中，★★」小明利用“伏安法”测量未知电阻$R_x$的阻值，电源电压约为3 V，$R_x$的阻值约为10 Ω。

(1)请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变大。
(2)电路连接完成后，闭合开关移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7 V，电流表示数如图乙所示，则未知电阻$R_x=$Ω。
(3)若把电阻$R_x$换成小灯泡进行实验，并绘制出电阻$R_x$与小灯泡的I-U图像如图丙所示，其中小灯泡的I-U图像是（选填“a”或“b”）；分析图像中A、B、C三点对应的电阻$R_A$、$R_B$、$R_C$，则阻值最大的是点（选填“A”“B”或“C”）对应的电阻。
(4)小华认为可以利用电源（电压未知）、电阻箱和电流表等器材，测电阻$R_x$的阻值，他设计的电路如图丁，步骤如下：
①断开$S_1$、$S_2$，正确连接电路，将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大；
②闭合$S_1$，断开$S_2$，调节滑动变阻器滑片到某一合适位置，读出电流表的示数为$I$；
③闭合$S_2$，断开$S_1$，调节电阻箱阻值，直至，读出此时电阻箱阻值为$R_0$；
④未知电阻的阻值$R_x=$（用已知物理量表示）。

4. (1)如图所示 (2)9 (3)b B (4)③电流表示数仍为I ④$R_0$
解析 (1)由图可知，要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表示数变大，则滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路，电源电压约为3 V，$R_x$的阻值约为10 Ω，由欧姆定律可得，电路中的最大电流约为$I=\frac{U}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，所以电流表应选0~0.6 A量程，如图所示。(2)电流表选择0~0.6 A量程，图乙中电流表的示数为0.3 A，则$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=9\ \Omega$。(3)小灯泡的电阻随温度升高而增大，其I-U图像不是直线，且温度越高，电阻越大，电压越大，所以小灯泡的I-U图像是b。由$R=\frac{U}{I}$可知，在I-U图像中，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，斜率越小，电阻越大。点B与原点连线的斜率最小，所以阻值最大的是点B对应的电阻。(4)利用电阻箱测未知电阻阻值时，闭合S₂，断开S₁，调节电阻箱阻值，直至电流表示数仍为I；此时电阻箱与$R_x$在电路中起到相同作用，它们的阻值相等，则未知电阻的阻值$R_x=R_0$。

【分析】
本题是伏安法测电阻的综合实验题，解题思路如下：
(1) 滑动变阻器滑片左滑时电流变大，说明接入电路的电阻变小，需接左下接线柱；根据电源电压和Rx阻值计算电流表量程，最大电流约0.3A，选0~0.6A量程，完成电路连接。
(2) 读取电流表的示数，利用欧姆定律R=U/I计算Rx的阻值。
(3) 小灯泡电阻随温度升高而增大，I-U图像为曲线，据此判断；I-U图像中，电阻等于该点与原点连线斜率的倒数，斜率越小电阻越大，据此判断最大电阻的点。
(4) 利用等效替代法，两次电流相同，说明电阻箱与Rx阻值相等，据此填空。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明接入电路的电阻变小，故应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路；电源电压约3V，Rx阻值约10Ω，电路最大电流I=U/R=3V/10Ω=0.3A，因此电流表选0~0.6A量程，连接电路（如图所示）。
(2) 电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；根据欧姆定律，Rx=U/I=2.7V/0.3A=9Ω。
(3) 小灯泡的电阻随温度升高而增大，其I-U图像为曲线，因此是b；在I-U图像中，电阻R=U/I，即某点与原点连线斜率的倒数，斜率越小电阻越大，B点斜率最小，故阻值最大的是B点对应的电阻。
(4) 利用等效替代法，步骤②中电流为I，步骤③需调节电阻箱阻值，直至电流表示数仍为I，此时电阻箱与Rx阻值相等，故Rx=R0。
【答案】
(1) 如图所示 (2)9 (3)b；B (4)③电流表示数仍为I；④$R_0$
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、等效替代法
【点评】
本题考查电学实验的综合应用，涵盖滑动变阻器使用、欧姆定律、小灯泡电阻特性、等效替代法测电阻，注重实验原理和方法的考查，难度适中，适合期中阶段的能力检测。
【难度系数】
0.6